Individual variability analysis of fluorescence parameters measured in skin with different levels of nutritive blood flow

Fluorescence spectroscopy has recently become more common in clinical medicine. However, there are still many unresolved issues related to the methodology and implementation of instruments with this technology. In this study, we aimed to assess individual variability of fluorescence parameters of endogenous markers (NADH, FAD, etc.) measured by fluorescent spectroscopy (FS) in situ and to analyse the factors that lead to a significant scatter of results. Most studied fluorophores have an acceptable scatter of values (mostly up to 30%) for diagnostic purposes. Here we provide evidence that the level of blood volume in tissue impacts FS data with a significant inverse correlation. The distribution function of the fluorescence intensity and the fluorescent contrast coefficient values are a function of the normal distribution for most of the studied fluorophores and the redox ratio. The effects of various physiological (different content of skin melanin) and technical (characteristics of optical filters) factors on the measurement results were additionally studied.The data on the variability of the measurement results in FS should be considered when interpreting the diagnostic parameters, as well as when developing new algorithms for data processing and FS devices.

The role of amyloid precursor protein in neuronal and non-neuronal cell lines

Models of Alzheimer’s disease (AD) have provided useful insights into the pathogenesis and mechanistic pathways that lead to its development. One emerging idea about AD is that it may be described as a hypometabolic disorder due to the reduction of glucose uptake in AD brains. Inappropriate processing of Amyloid Precursor Protein (APP) is considered central to the initiation and progression of the disease. Although the exact role of APP misprocessing is unclear, it may play a role in neuronal metabolism before the onset of neurodegeneration. To investigate the potential role of APP in neuronal metabolism, the SHSY5Y neuroblastoma cell line was used to generate cell lines that stably overexpress wild type APP695 or express Swedish mutated-APP observed in familial AD (FAD), both under the control of the neuronal promoter, Synapsin I. The effects of APP on glucose uptake, cellular stress and energy homeostasis were studied extensively. It was found that APP-overexpressing cells exhibited decreased glucose uptake with changes in basal oxygen consumption in comparison to control cell lines. Similar studies were also performed in fibroblasts taken from FAD patients compared with control fibroblasts. Previous studies found FAD-derived fibroblasts displayed altered metabolic profiles, calcium homeostasis and oxidative stress when compared to controls. As such, in this study fibroblasts were studied in terms of their ability to metabolise glucose and their mitochondrial function. Results show that FAD-derived fibroblasts demonstrate no differences in mitochondrial function, or response to oxidative stress compared to control fibroblasts. However, control fibroblasts treated with Aβ1-42 demonstrated changes in glucose uptake. This study highlights the importance of APP expression within non-neuronal cell lines, suggesting that whilst AD is considered a brain-associated disorder, peripheral effects in non-neuronal cell types should also be considered when studying the effects of Aβ on metabolism.

Avaliação de floculante natural à base de Moringa oleifera no tratamento de água produzida na indústria do petróleo: aplicação da técnica combinada floculação/flotação

The principal effluent in the oil industry is the produced water, which is commonly associated to the produced oil. It presents a pronounced volume of production and it can be reflected on the environment and society, if its discharge is unappropriated. Therefore, it is indispensable a valuable careful to establish and maintain its management. The traditional treatment of produced water, usualy includes both tecniques, flocculation and flotation. At flocculation processes, there are traditional floculant agents that aren’t well specified by tecnichal information tables and still expensive. As for the flotation process, it’s the step in which is possible to separate the suspended particles in the effluent. The dissolved air flotation (DAF) is a technique that has been consolidating economically and environmentally, presenting great reliability when compared with other processes. The DAF is presented as a process widely used in various fields of water and wastewater treatment around the globe. In this regard, this study was aimed to evaluate the potential of an alternative natural flocculant agent based on Moringa oleifera to reduce the amount of oil and grease (TOG) in produced water from the oil industry by the method of flocculation/DAF. the natural flocculant agent was evaluated by its efficacy, as well as its efficiency when compared with two commercial flocculant agents normally used by the petroleum industry. The experiments were conducted following an experimental design and the overall efficiencies for all flocculants were treated through statistical calculation based on the use of STATISTICA software version 10.0. Therefore, contour surfaces were obtained from the experimental design and were interpreted in terms of the response variable removal efficiency TOG (total oil and greases). The plan still allowed to obtain mathematical models for calculating the response variable in the studied conditions. Commercial flocculants showed similar behavior, with an average overall efficiency of 90% for oil removal, however it is the economical analysis the decisive factor to choose one of these flocculant agents to the process. The natural alternative flocculant agent based on Moringa oleifera showed lower separation efficiency than those of commercials one (average 70%), on the other hand this flocculant causes less environmental impacts and it´s less expensive

Modelagem molecular voltada para a construção de um nanobiossensor para detecção do herbicida Imazaquin

In this study, our goal was develop and describe a molecular model of the enzyme-inhibiting interaction which can be used for an optimized projection of a Microscope Force Atomic nanobiosensor to detect pesticides molecules, used in agriculture, to evaluate its accordance with limit levels stipulated in valid legislation for its use. The studied herbicide (imazaquin) is a typical member of imidazolinone family and is an inhibitor of the enzymatic activity of Acetohydroxiacid Synthase (AHAS) enzyme that is responsible for the first step of pathway for the synthesis of side-chains in amino acids. The analysis of this enzyme property in the presence of its cofactors was made to obtain structural information and charge distribution of the molecular surface to evaluate its capacity of became immobilized on the Microscopy Atomic Force tip. The computational simulation of the system, using Molecular Dynamics, was possible with the force-field parameters for the cofactor and the herbicides obtained by the online tool SwissParam and it was implemented in force-field CHARMM27, used by software GROMACS; then appropriated simulations were made to validate the new parameters. The molecular orientation of the AHAS was defined based on electrostatic map and the availability of the herbicide in the active site. Steered Molecular Dynamics (SMD) Simulations, followed by quantum mechanics calculations for more representative frames, according to the sequential QM/MM methodology, in a specific direction of extraction of the herbicide from the active site. Therefore, external harmonic forces were applied with similar force constants of AFM cantilever for to simulate herbicide detection experiments by the proposed nanobiosensor. Force value of 1391 pN and binding energy of -14048.52 kJ mol-1 were calculated.

Evaluación de tenacidad a la fractura e integridad estructural de tubos de generadores de vapor nucleares.

Dado el impacto negativo asociado a la ocurrencia de fallas en tubos de generadores de vapor (TGVs) en centrales nucleares, el estudio de la integridad estructural de éstos ha comenzado a recibir mayor atención recientemente. Diversas metodologías basadas en análisis de carga límite han sido propuestas para asegurar la integridad estructural de los tubos, según los requerimientos establecidos por las autoridades regulatorias. Éstas han conducido, sin embargo, a la definición de criterios de reparación o taponado de TGVs excesivamente conservativos. Por lo tanto, con el objetivo de reducir la cantidad de tubos innecesariamente removidos de servicio, nuevos criterios de evaluación de integridad han sido propuestos recientemente en la literatura. En este contexto, la mecánica de fractura elastoplástica se presenta como una alternativa para la evaluación de la integridad de TGVs, requiriéndose dos elementos para su aplicación: la estimación de la fuerza impulsora en términos del parámetro elastoplástico (por ejemplo, la integral J) y la medición experimental de la tenacidad a la fractura del material de los tubos (por ejemplo, a través de la curva de resistencia J-R). Este trabajo presenta el desarrollo de técnicas experimentales no normalizadas para la determinación de curvas J-R para TGVs con fisuras pasantes circunferenciales y longitudinales. Debido a las dimensiones reducidas de los TGVs, diferentes probetas no normalizadas fueron propuestas. Además, en los ensayos se utilizaron condiciones de carga de tracción y flexión con el objetivo de modelar más adecuadamente los estados tensionales y las condiciones de constraint reales en TGVs. Los valores de la integral J fueron estimados utilizando el método del factor η. La aptitud del método fue evaluada a partir de simulaciones numéricas de los ensayos propuestos mediante análisis elastoplásticos con la técnica de elementos finitos. Se encontró que condiciones de mayor constraint asociadas con fisuras profundas y cargas de flexión favorecen la validez del método del factor η, mientras que configuraciones de menor constraint dan como resultado factores η que exhiben una mayor dependencia con el nivel de carga aplicada. También se observó que los factores η basados en la apertura de la boca de la fisura (Crack Mouth Opening Displacement o CMOD) presentan una dependencia mucho menor con el nivel de carga respecto a los factores η definidos a partir del desplazamiento del punto de aplicación de la carga (Load Line Displacement o LLD). Se presentan los valores del factor η para las probetas estudiadas con fisuras profundas (a/W ≥ 0,40). Se realizaron ensayos de fractura a temperatura ambiente y 300 °C con probetas obtenidas de TGVs nucleares fabricados a partir de las aleaciones 690 (Ni: 61; Cr: 29; Fe: 8,95, % en peso) y 800 (Ni: 33; Cr: 21,6; Fe: 42,2, % en peso). Durante los ensayos de fractura a temperatura ambiente, la extensión estable de fisura fue medida mediante una técnica óptica utilizando un microscopio digital. Para estos ensayos también se aplicó el método de normalización que propone la norma ASTM E1820-15 en el Anexo 15, encontrándose una buena coincidencia entre las longitudes estimadas por éste y las medidas ópticamente. De esta manera, el método de normalización fue utilizado para los ensayos a alta temperatura. Los resultados experimentales mostraron que ambos materiales tienen elevadas tenacidades a la fractura, siendo la aleación 800 la que presentó curvas J-R más elevadas que la aleación 690 tanto para fisuras circunferenciales como longitudinales. Las curvas J-R para ambas aleaciones mostraron un efecto marcado con la orientación de la fisura, es decir que existe una importante anisotropía en las propiedades de fractura: las fisuras circunferenciales presentaron curvas J-R más elevadas que las fisuras longitudinales. El nivel de constraint desarrollado en los ensayos, dado por las condiciones de carga de tracción y flexión, evidenció poco efecto sobre las curvas J-R para probetas con fisuras profundas (a/W ~ 0,50). A su vez, la temperatura de ensayo (temperatura ambiente y 300 °C) presentó un efecto prácticamente nulo para ambas aleaciones. Usando las propiedades de fractura obtenidas en este trabajo, la metodología FAD (Failure Assessment Diagram) fue propuesta y utilizada para la predicción de las condiciones de falla de TGVs fisurados para diferentes geometrías de fisura y condiciones de carga. La comparación entre análisis teóricos y datos experimentales muestra la potencialidad del FAD como una metodología capaz de predecir adecuadamente las fallas de estos componentes.

Evaluación de tenacidad a la fractura e integridad estructural de tubos de generadores de vapor nucleares.

Dado el impacto negativo asociado a la ocurrencia de fallas en tubos de generadores de vapor (TGVs) en centrales nucleares, el estudio de la integridad estructural de éstos ha comenzado a recibir mayor atención recientemente. Diversas metodologías basadas en análisis de carga límite han sido propuestas para asegurar la integridad estructural de los tubos, según los requerimientos establecidos por las autoridades regulatorias. Éstas han conducido, sin embargo, a la definición de criterios de reparación o taponado de TGVs excesivamente conservativos. Por lo tanto, con el objetivo de reducir la cantidad de tubos innecesariamente removidos de servicio, nuevos criterios de evaluación de integridad han sido propuestos recientemente en la literatura. En este contexto, la mecánica de fractura elastoplástica se presenta como una alternativa para la evaluación de la integridad de TGVs, requiriéndose dos elementos para su aplicación: la estimación de la fuerza impulsora en términos del parámetro elastoplástico (por ejemplo, la integral J) y la medición experimental de la tenacidad a la fractura del material de los tubos (por ejemplo, a través de la curva de resistencia J-R). Este trabajo presenta el desarrollo de técnicas experimentales no normalizadas para la determinación de curvas J-R para TGVs con fisuras pasantes circunferenciales y longitudinales. Debido a las dimensiones reducidas de los TGVs, diferentes probetas no normalizadas fueron propuestas. Además, en los ensayos se utilizaron condiciones de carga de tracción y flexión con el objetivo de modelar más adecuadamente los estados tensionales y las condiciones de constraint reales en TGVs. Los valores de la integral J fueron estimados utilizando el método del factor η. La aptitud del método fue evaluada a partir de simulaciones numéricas de los ensayos propuestos mediante análisis elastoplásticos con la técnica de elementos finitos. Se encontró que condiciones de mayor constraint asociadas con fisuras profundas y cargas de flexión favorecen la validez del método del factor η, mientras que configuraciones de menor constraint dan como resultado factores η que exhiben una mayor dependencia con el nivel de carga aplicada. También se observó que los factores η basados en la apertura de la boca de la fisura (Crack Mouth Opening Displacement o CMOD) presentan una dependencia mucho menor con el nivel de carga respecto a los factores η definidos a partir del desplazamiento del punto de aplicación de la carga (Load Line Displacement o LLD). Se presentan los valores del factor η para las probetas estudiadas con fisuras profundas (a/W ≥ 0,40). Se realizaron ensayos de fractura a temperatura ambiente y 300 °C con probetas obtenidas de TGVs nucleares fabricados a partir de las aleaciones 690 (Ni: 61; Cr: 29; Fe: 8,95, % en peso) y 800 (Ni: 33; Cr: 21,6; Fe: 42,2, % en peso). Durante los ensayos de fractura a temperatura ambiente, la extensión estable de fisura fue medida mediante una técnica óptica utilizando un microscopio digital. Para estos ensayos también se aplicó el método de normalización que propone la norma ASTM E1820-15 en el Anexo 15, encontrándose una buena coincidencia entre las longitudes estimadas por éste y las medidas ópticamente. De esta manera, el método de normalización fue utilizado para los ensayos a alta temperatura. Los resultados experimentales mostraron que ambos materiales tienen elevadas tenacidades a la fractura, siendo la aleación 800 la que presentó curvas J-R más elevadas que la aleación 690 tanto para fisuras circunferenciales como longitudinales. Las curvas J-R para ambas aleaciones mostraron un efecto marcado con la orientación de la fisura, es decir que existe una importante anisotropía en las propiedades de fractura: las fisuras circunferenciales presentaron curvas J-R más elevadas que las fisuras longitudinales. El nivel de constraint desarrollado en los ensayos, dado por las condiciones de carga de tracción y flexión, evidenció poco efecto sobre las curvas J-R para probetas con fisuras profundas (a/W ~ 0,50). A su vez, la temperatura de ensayo (temperatura ambiente y 300 °C) presentó un efecto prácticamente nulo para ambas aleaciones. Usando las propiedades de fractura obtenidas en este trabajo, la metodología FAD (Failure Assessment Diagram) fue propuesta y utilizada para la predicción de las condiciones de falla de TGVs fisurados para diferentes geometrías de fisura y condiciones de carga. La comparación entre análisis teóricos y datos experimentales muestra la potencialidad del FAD como una metodología capaz de predecir adecuadamente las fallas de estos componentes.

Evaluación agronómica y de calidad de 15 híbridos de Brachiaria humidícola (Rendle) Schweick en la zona húmeda de Camoapa, Boaco, Nicaragua

Con el objetivo de evaluar la composición química y producción de biomasa aérea de 15 híbridos de Brachiaria humidicola como criterios de adaptabilidad al trópico húmedo de Nicaragua, y con potencial de inhibir a través de sus exudados radiculares el proceso de nitrificación en el suelo, fue establecido un ensayo con un arreglo de bloques completo al azar en la comunidad Panamérica del municipio de Camoapa. Para el análisis de calidad se realizaron dos muestras de laboratorio en época seca y lluviosa. Como resultado, diez materiales fueron adaptables, cumpliendo cuatro de nueve criterios establecidos. Los materiales con rendimiento superior al producido por el pasto nativo Retana (Ischaemum ciliare) fueron los híbridos (1158 y 0439), con valores de 25 250, 25 000 (kg/ha) respectivamente. Los materiales con proporciones de digestibilidad mayores al 65% digestibilidad invitro de la materia seca (DIVMS), fueron (1245, 1158, 0695, 1171, 0063, 6780, 1231, 0416 y 1249), con valores de 70.24%, 70%, 70%, 69.33%, 68.31%, 68.21%, 68.14%, 67% y 66.85% respectivamente. Los mayores contenidos de fibras neutro detergente (FND) y fibra neutro detergente digestible (FNDD), fue observada en el hibrido (0416) con 80.30%, y 58.35% respectivamente. La fibra acido detergente (FAD) fue mayor el hibrido (0408) con 50.73%. La mayor digestibilidad invitro de la materia seca (DIVMS) fue observada el hibrido (1245) con 70.24%. Únicamente los materiales (0416) y (0697) están por debajo de este estándar del 7% de proteína cruda. Finalmente los materiales adaptados a la zona de Camoapa, fueron el: 0408, 1231, 0416, 0439, 6780, 1158, 1249, 1171, 0695 y el 1245.

Insights into the Specificity of Thioredoxin Reductase-Thioredoxin Interactions. A Structural and Functional Investigation of the Yeast Thioredoxin System

The enzymatic activity of thioredoxin reductase enzymes is endowed by at least two redox centers: a flavin and a dithiol/disulfide CXXC motif. The interaction between thioredoxin reductase and thioredoxin is generally species-specific, but the molecular aspects related to this phenomenon remain elusive. Here, we investigated the yeast cytosolic thioredoxin system, which is composed of NADPH, thioredoxin reductase (ScTrxR1), and thioredoxin 1 (ScTrx1) or thioredoxin 2 (ScTrx2). We showed that ScTrxR1 was able to efficiently reduce yeast thioredoxins (mitochondrial and cytosolic) but failed to reduce the human and Escherichia coli thioredoxin counterparts. To gain insights into this specificity, the crystallographic structure of oxidized ScTrxR1 was solved at 2.4 angstrom resolution. The protein topology of the redox centers indicated the necessity of a large structural rearrangement for FAD and thioredoxin reduction using NADPH. Therefore, we modeled a large structural rotation between the two ScTrxR1 domains (based on the previously described crystal structure, PDB code 1F6M). Employing diverse approaches including enzymatic assays, site-directed mutagenesis, amino acid sequence alignment, and structure comparisons, insights were obtained about the features involved in the species-specificity phenomenon, such as complementary electronic parameters between the surfaces of ScTrxR1 and yeast thioredoxin enzymes and loops and residues (such as Ser(72) in ScTrx2). Finally, structural comparisons and amino acid alignments led us to propose a new classification that includes a larger number of enzymes with thioredoxin reductase activity, neglected in the low/high molecular weight classification.

Conceptualisation de l’activité pédagogique en contexte d’apprentissage hybride et développement professionnel des enseignant(e)s universitaires

L’intégration des nouvelles technologies en enseignement supérieur ne devrait pas être vue comme un simple effet de mode, mais plutôt comme un cadre de réflexion sur les orientations nouvelles à donner à l’Université du 21ème siècle, en termes de culture institutionnelle, de ressources organisationnelles et d’opérationnalisation d’objectifs de recherche et d’enseignement (Duderstadt et al, 2002 ; Guri-Rosenblit, 2005). En effet, l’émergence d’une nouvelle tendance de formation post-secondaire, qu’est l’intégration des solutions virtuelles au présentiel, n’est pas sans incidences sur les pratiques enseignantes. Or, la littérature n’offre pas de modèles descriptifs satisfaisants permettant de mieux saisir la pertinence des liens entre l’enseignement en contexte d’apprentissage hybride et le développement professionnel des enseignants universitaires. Aussi avons-nous procédé par des observations participantes de deux cours en sciences de la gestion à HEC Montréal, dans les programmes de certificat de premier cycle ainsi que par des entretiens d’explicitation et d’autoconfrontation, pendant toute la session d’automne 2014, pour respectivement recueillir des données sur les pratiques réelles d’un maître d’enseignement, en sociologie du travail, et d’une chargée de cours, en gestion de projets. Notre analyse du corpus, par catégorisations conceptualisantes, a permis la production d’énoncés nomologiques rendant compte de la dynamique de relations entre ces deux phénomènes. Sur le plan scientifique, elle a apporté un éclairage nouveau sur les processus de construction identitaire professionnelle en pédagogie universitaire, en regard des mutations technologiques, socioculturelles et économiques que subissent l’Université, en général, et les pratiques enseignantes et étudiantes, en particulier. L’approche inductive utilisée a donc permis de définir la structure des interactions des deux phénomènes, selon la perspective des deux enseignants, et d’élaborer des modèles d’intervention enracinés dans leurs pratiques quotidiennes. Aussi sur le plan social, ces modèles sont-ils l’expression d’une grammaire de la pensée et de l’action, ancrée dans les valeurs des enseignants eux-mêmes. Nous avons pris en compte le paradigme de la tâche réelle, versus celui de la tâche prescrite, en termes de mise en œuvre concrète des processus pédagogiques, pour rendre les résultats de cette recherche signifiants pour la pratique. Les modèles, qui ont émergé de notre configuration de la pensée dialogique des participants, peuvent être intégrés à la formation des enseignants universitaires en contexte de bimodalisation de l’Université.

Expansão do mercado dos videojogos

Do futuro do entretenimento a uma moda infantil temporária, e daí até se tornarem as principais ferramentas de entretenimento e até, em grande parte, de socialização: os videojogos, hoje, dizem-nos muito, enquanto sociedade fortemente digitalizada. Há no entanto uma faixa da sociedade – sobretudo a partir dos 55 anos de idade – que tem sido marginalizada deste fenómeno, seja por vontade própria, seja por negligência da indústria. Não obstante, numa sociedade cada vez mais envelhecida (a nível nacional e também global), torna-se pertinente a criação de um plano de expansão demográfica do mercado que englobe este grupo, grande e em crescimento, de potenciais consumidores. Esse é precisamente o objetivo deste estudo, que faz uso de variadas fontes bibliográficas e empíricas para a criação desse mesmo plano, visando estratégias de atração, inclusão, suporte e manutenção destes indivíduos no mercado dos videojogos.

Conceptualisation de l’activité pédagogique en contexte d’apprentissage hybride et développement professionnel des enseignant(e)s universitaires

L’intégration des nouvelles technologies en enseignement supérieur ne devrait pas être vue comme un simple effet de mode, mais plutôt comme un cadre de réflexion sur les orientations nouvelles à donner à l’Université du 21ème siècle, en termes de culture institutionnelle, de ressources organisationnelles et d’opérationnalisation d’objectifs de recherche et d’enseignement (Duderstadt et al, 2002 ; Guri-Rosenblit, 2005). En effet, l’émergence d’une nouvelle tendance de formation post-secondaire, qu’est l’intégration des solutions virtuelles au présentiel, n’est pas sans incidences sur les pratiques enseignantes. Or, la littérature n’offre pas de modèles descriptifs satisfaisants permettant de mieux saisir la pertinence des liens entre l’enseignement en contexte d’apprentissage hybride et le développement professionnel des enseignants universitaires. Aussi avons-nous procédé par des observations participantes de deux cours en sciences de la gestion à HEC Montréal, dans les programmes de certificat de premier cycle ainsi que par des entretiens d’explicitation et d’autoconfrontation, pendant toute la session d’automne 2014, pour respectivement recueillir des données sur les pratiques réelles d’un maître d’enseignement, en sociologie du travail, et d’une chargée de cours, en gestion de projets. Notre analyse du corpus, par catégorisations conceptualisantes, a permis la production d’énoncés nomologiques rendant compte de la dynamique de relations entre ces deux phénomènes. Sur le plan scientifique, elle a apporté un éclairage nouveau sur les processus de construction identitaire professionnelle en pédagogie universitaire, en regard des mutations technologiques, socioculturelles et économiques que subissent l’Université, en général, et les pratiques enseignantes et étudiantes, en particulier. L’approche inductive utilisée a donc permis de définir la structure des interactions des deux phénomènes, selon la perspective des deux enseignants, et d’élaborer des modèles d’intervention enracinés dans leurs pratiques quotidiennes. Aussi sur le plan social, ces modèles sont-ils l’expression d’une grammaire de la pensée et de l’action, ancrée dans les valeurs des enseignants eux-mêmes. Nous avons pris en compte le paradigme de la tâche réelle, versus celui de la tâche prescrite, en termes de mise en œuvre concrète des processus pédagogiques, pour rendre les résultats de cette recherche signifiants pour la pratique. Les modèles, qui ont émergé de notre configuration de la pensée dialogique des participants, peuvent être intégrés à la formation des enseignants universitaires en contexte de bimodalisation de l’Université.