Teoria de controle ótimo com aplicações a sistemas biológicos

Neste trabalho apresentamos as etapas para a utilização do método da Programação Dinâmica, ou Princípio de Otimização de Bellman, para aplicações de controle ótimo. Investigamos a noção de funções de controle de Lyapunov (FCL) e sua relação com a estabilidade de sistemas autônomos com controle. Uma função de controle de Lyapunov deverá satisfazer a equação de Hamilton-Jacobi-Bellman (H-J-B). Usando esse fato, se uma função de controle de Lyapunov é conhecida, será então possível determinar a lei de realimentação ótima; isto é, a lei de controle que torna o sistema globalmente assintóticamente controlável a um estado de equilíbrio. Como aplicação, apresentamos uma modelagem matemática adequada a um problema de controle ótimo de certos sistemas biológicos. Este trabalho conta também com um breve histórico sobre o desenvolvimento da Teoria de Controle de forma a ilustrar a importância, o progresso e a aplicação das técnicas de controle em diferentes áreas ao longo do tempo.

Sobresaturación y nucleación primaria en fluidos biológicos respecto a la hidroxiapatita.

Aunque en las últimas décadas se han producido considerables progresos en el diagnóstico y el tratamiento de la litiasis renal, la compresión de su patogenia no ha ido en paralelo con estos avances. De hecho, a pesar de los grandes esfuerzos en investigación y de un considerable número de teorías, aún se desconoce la secuencia exacta de acontecimientos que llevan a la formación de los cálculos renales. En este trabajo se realiza un estudio de los principales tipos de cálculos renales y sus posibles causas. Se estudia, concretamente, la formación de la hidroxiapatita, un cálculo renal inorgánico relativamente frecuente. Se utiliza, para tal fin, el software comercial Medusa.

Estudo sobre o manejo dos resíduos biológicos classe A4.

A complexidade na implantação de processos seguros para o manejo dos resíduos biológicos em diversas classes de riscos, conforme a Resolução RDC no. 306/2004 ANVISA, é um desafio para administrações públicas e Unidades de Serviços de Saúde (USS) do país. O objetivo deste trabalho é avaliar o atual manejo destes resíduos, em particular os da classe de risco A4. A pesquisa tem caráter exploratório e qualitativo consistindo de revisão bibliográfica do estado da arte sobre o tema e de levantamento de dados. A coleta das informações foi realizada em Unidades de Serviços de Saúde (USS); órgãos ambientais; nas visitas técnicas em empresas tratadoras de resíduos; em gerenciadores de aterros sanitários; e através de entrevistas com especialistas no assunto. A título de exemplo, dois casos sobre o manejo dos resíduos biológicos foram estudados: no Rio de Janeiro (RJ) e em Orlando (Flórida - USA). A relevância da pesquisa está na constatação das mudanças em andamento no setor de saneamento no país, como o passo importante que esta sendo dado com a aprovação da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS). Para se atingir melhores indicadores de saúde e meio ambiente, torna-se imprescindível o gerenciamento integrado dos resíduos com a incorporação de métodos, técnicas e abordagens atuais. Quanto aos resíduos biológicos, existe aqui uma tendência em se adotar o modelo americano, mais rígido, que considera vários resíduos, comuns para nós, como sendo infectantes, e não separa estes resíduos biológicos em classes, colocando-os todos no mesmo grau de risco. Para a realidade brasileira tal rigidez de conceitos aumenta o risco no manejo para todos os envolvidos na cadeia e o custo da operação como um todo, tornando-a impraticável na maior parte do país. No Brasil a gestão inadequada dos resíduos em muitas USS e a grande quantidade de lixões existentes, com a presença de catadores de materiais recicláveis, são processos inseguros e para melhorar este quadro, é fundamental a implementação da PNRS. Nossa legislação se mostra eficiente, mas necessitamos de maior monitoramento e avaliação, e uma consequente ação educativa. Em complemento deve haver maior determinação de responsabilidades, aplicação de punições e empreender reformas substanciais nas áreas de educação e saúde pública. Espera-se que este trabalho contribua com a construção de um modelo de manejo adequado dos resíduos biológicos, sobretudo os de classe A4, de forma mais sustentável e segura. Para estudos futuros, indica-se uma avaliação estratégica sobre a sustentabilidade técnica e econômica do modelo de gerenciamento destes resíduos a ser realizada em contexto mais amplo. Para tal, recomenda-se a extensão da pesquisa a outros estados da federação, assim como o acompanhamento das tendências mundiais para classificação dos riscos dos Resíduos de Serviços de Saúde e de sua destinação mais adequada, principalmente em países com realidades semelhantes à nossa.

Avaliação de marcadores biológicos com potencial para detecção da evolução para doença em tuberculose

A tuberculose (TB) é uma doença infecto-contagiosa obtida a partir da inalação de aerossóis contendo seu agente etiológico, o Mycobacterium tuberculosis. A TB acomete principalmente os pulmões e é a patologia bacteriana líder em causar mortes no mundo. No Brasil, por ano, são notificados 69 mil casos de tuberculose, dos quais 4,6 mil evoluem para o óbito. Durante a infecção pelo M. tuberculosis, 90% dos indivíduos permanece na forma latente assintomática, e aproximadamente 10% evolui para doença. Este trabalho estudou parâmetros de resposta imune e inflamatória, em indivíduos de ambos os sexos, com idades de 18 a 65 anos, com diferentes graus de exposição ao M. tuberculosis (indivíduos não-expostos ao M. tuberculosis, TST < 5 mm, n= 30; indivíduos com tuberculose latente, TST ≥ 5 mm, n=29; pacientes com tuberculose pulmonar n= 22). Nossos resultados mostraram que o TST isoladamente falhou em detectar todos os indivíduos expostos ao M. tuberculosis, e em 1/3 dos TST positivos não foi observada resposta in vitro a antígenos específicos de M. tuberculosis, avaliada com os biomarcadores IFN-γ e CXCL10. Houve uma alta correlação entre os biomarcadores IFN-γ e CXCL10 em culturas de sangue não fracionado estimuladas com antígenos específicos de M. tuberculosis. A utilização combinada destes 2 biomarcadores mostrou positividade para M. tuberculosis em 94,4% dos pacientes. Foram observadas diferenças marcantes de nível de expressão de RNA mensageiro específicos para CD64, GTPase associada a Ras, lactoferrina, PDL-1 e CXCL10, mas não para OASL em leucócitos sanguíneos, quando os pacientes com tuberculose pulmonar foram comparados com os dois outros grupos de voluntários. Da mesma forma, os níveis de expressão dos receptores CD64 e CD163 foram significativamente mais elevados em neutrófilos dos pacientes quando comparados com os grupos-controle. Tomadas em conjunto, nossas observações sugerem que o uso de mais de um biomarcador aumenta a sensibilidade e especificidade dos métodos para detecção de infecção latente por M. tuberculosis e tuberculose.

Análise da Eficiência de Nitrificação em Reatores Biológicos de Leito Móvel (MBBR) em escala de bancada utilizando efluente de Refinaria de Petróleo.

As atividades industriais petroquímicas, incluindo as refinarias de petróleo, são grandes consumidoras de água e, consequentemente, grandes geradoras de efluentes industriais contendo uma infinidade de contaminantes. No caso das refinarias de petróleo brasileiras, o nitrogênio amoniacal tem se tornado um componente crítico a ser tratado, o que tem sido feito através de processos de tratamento biológicos que utilizam a nitrificação como base. Neste trabalho, foi avaliada a operação de um reator de leito móvel (MBBR), em escala de bancada, utilizando suportes de polietileno com área específica de 820 m2.m-3, para tratar um efluente proveniente de uma refinaria brasileira com alta concentração de nitrogênio amoniacal. O efluente bruto apresentou demanda química de oxigênio entre 100 e 300 mg.L-1, teores de nitrogênio amoniacal entre 60 e 90 mg.L-1 e condutividade elétrica entre 1 e 2 mS.cm-1. Mesmo com variações da qualidade da alimentação da planta ao longo do estudo, como o aumento das concentrações de contaminantes, incluindo inibidores da nitrificação típicos dos efluentes de refinaria, a planta atendeu à Resolução CONAMA 430/2011 (BRASIL, 2011), que limita a concentração de descarte em 20 mg.L-1 para o contaminante nitrogênio amoniacal, em 93% das medições. Para o caso de uma fictícia legislação mais restritiva, que exigisse limite de 5 mg.L-1 desse contaminante, houve sucesso no tratamento em 83% do tempo, com eficiência média de nitrificação de 93,1%, evidenciando que há uma possibilidade real de utilização do processo MBBR em refinarias brasileiras.

Aplicação da equação de Poisson-Boltzmann modificada em sistemas biológicos: análise da partição iônica em um eritrócito

Neste trabalho, a partição iônica e o potencial de membrana em um eritrócito são analisados via equação de Poisson-Boltzmann modificada, considerando as interações não eletrostáticas presentes entre os íons e macromoléculas, assim como, o potencial β. Este potencial é atribuído à diferença de potencial químico de referência entre os meios intracelular e extracelular e ao transporte ativo de íons. O potencial de Gibbs-Donnan via equação de Poisson-Boltzmann na presença de carga fixa em um sistema contendo uma membrana semipermeável também é estudado. O método de aproximação paraboloide em elementos finitos em um sistema estacionário e unidimensionalé aplicado para resolver a equação de Poisson-Boltzmann em coordenadas cartesianas e esféricas. O parâmetro de dispersão relativo às interações não eletrostáticas écalculado via teoria de Lifshitz. Os resultados em relação ao potencial de Gibbs-Donnan mostram-se adequados, podendo ser calculado pela equação de Poisson-Boltzmann. No sistema contendo um eritrócito, quando o potencial β é considerado igual a zero, não se verifica a diferença iônica observada experimentalmente entre os meios intracelular e extracelular. Dessa forma, os potenciais não eletrostáticos calculados via teoria de Lifshitz têm apenas uma pequena influência no que se refere à alta concentração de íon K+ no meio intracelular em relação ao íon Na+

Análise dos aspectos biológicos e epidemiológicos de cepas de Escherichia coli associadas à infecção do trato urinário (ITU)

A invasão de bactérias no trato urinário caracteriza a infecção do sistema urinário. A Escherichia coli é o principal microrganismo associado a esta infecção devido a sua importância em causar ITU, recebeu a denominação de UPEC (Escherichia coli uropatogênica). No presente trabalho pesquisamos em 50 cepas de UPEC, inicialmente isolados de urina de pacientes ambulatoriais com infecções sintomática ou assintomática, a presença de 7 fatores de virulência, através das técnicas de PCR simples e multiplex para verificação dos genes que codificam adesinas P (pap) , fímbria S (sfa), adesina afimbrial (afa), sideroforo (aerobactina- aer), toxinas fator necrotizante citotóxico (cnf) e alfa-hemolisinas (hly), proteína de membrana (traT); ilhas de patogenicidade (virulência) através do marcador PAI. O marcador pCVD432 de EAEC também foi pesquisado nestas amostras. O método difusão em disco foi o utilizado para a determinação dos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos. Podemos observar duas faixas etárias de maior incidência de ITU entre as mulheres: 19 a 35 anos, e acima de 50 anos. Sessenta e oito por cento das amostras apresentaram pelo menos um fator de virulência, onde os genes traT (54%) e aer (34%) foram os mais prevalentes. A sequência pCVD432 foi detectado em 6 amostras. No entanto, no ensaio de adesão em células Hep-2, doze amostras não apresentaram aderência (NA 24%). Nas 38 cepas restantes, 24 (48%) apresentaram aderência agregativa (AA). Observamos aderência sem padrão típico (SPT) em 48% das amostras, tendo sido dividido em discreto (SPT-D 22%), moderado (SPT-M 18%) e intenso (SPT-I 8%). Notamos os seguintes perfis de resistência para os antimicrobianos testados: ampicilina (44%), gentamicina (8%), nitrofurantoína (2%), norfloxacino (18%) e sulfametozaxol-trimetoprima (34%).

La reproducción de la merluza en el Mar Argentino (Merlucciidae, Meluccius merluccius hubbsi) : 2. La reproducción de la merluza y su relación con otros aspectos biológicos de la especie

The paper deals with the spawning cycle of the hake, Merluccius merluccius hubbsi in the fishing area of the Argentine fleet, SW Atlantic (35°- 46° L. S.: 53°- 63° L.W.; 30-160 fathoms depth). It was made on the basis of the weekly sampling of the commercial catch in the period January 1965 - March 1968. The results have been compared with those of the exploratory surveys made by the United Nations Fisheries Development Program (República Argentina - FAO). The histological study, which was made with 741 specimens, was most intensive in females than in males. The results have been compared with the sexual stage determinations of both sexes in the total samples during the period before mentioned. The conclusions are: 1. The analysis of the ovocytes frequency distributions showed a period of resting or slow recuperation (April - August) with a mode of 120 ~k and one of rapid transformation (October - December) from 120 μ tíll 830 ~k. After December it appears again the mode of 120 ~k which indicated the reserve stock. 2. The maturity factor shows in both sexes a period of low values , 0,52 to 2% (April - September) and, another with higher values (October - March). In the first period the values are concentrated, while in the second one a large dispersion is observed produced by the rapidity of the growth process of the gonads. It is more evident between November and December. 3. The liver weight variations, compared with the degree of ingestion and the values of the maturity factor, in time, demonstrated that: a) after two periods of abundant ingestion (March - April and October- November) there are two increases of the liver index; b) the increase of the Iiver index has a direct relation to the maturity factor; c) at the end of the summer season, when the values of the maturity factor decrease, those of the liver index are still high. This demonstrates that the hake does not arrive exhausted at the end of the spawning season and that a rapid recuperation for a new spawning by part of the stock is possible. 4. Females predominate in the samples during most of the year. In the period October - December, when sexual activation occurs, as it is demonstrated by the high values of the maturity factor, proportions are nearly 1 :1, and males at times are more numerous than females. 5. The analisys of the advaneed maturity stages, in relation to total length shows that in the hake, Iike in other fishes, the largest ones mature first. This applies for both sexes. 6. The study of the maturity factor values and the sexual stages of the samples allows the recognition of two spawning periods, the main one in summer (October - March) and another in winter (June - July). 7. Part of the summer spawners, with a rapid recuperation, should be able to spawn again in winter. This indicates that the hake population, acording to our samples, has two different possibilities of spawning. 8. After analysis of the frequency percentages composition of mature specimens it is concluded that during the summer season, when hake is fished in shallow waters and in a wide area (38°– 43° L.S.) the fleet is fishing on the spawning stocks. Some winter spawners specimens have been found at 37°- 38° L.S. and in waters of more than 100 fathoms depth. 9. A new maturity scale of seven stages is proposed, instead of the one of six stages now in use. The new added stage corresponds to the postspawners during its resting period.

TabVida: sistema computacional para cálculo de parâmetros biológicos e de crescimento populacional de afídeos.

2010

Aspectos gerais da validação de métodos químicos, biológicos e computacionais na gestão de qualidade de resultados de pesquisa.

2009

Eficiência de produtos biológicos e químicos no controle da broca pequena do fruto (Neoftucinodes elegantalis) e na produtividade do tomateiro tutorado sob diferentes sistemas de irrigação.

1999

Aspectos morfológicos y biológicos del gusano aspero (Agrotis malefida (Guenée) ) (Lep.:Noctuidae)

p.199-206