Mobilidade em contextos de baixa densidade demográfica: modelo de apoio à caracterização e operacionalização

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ecologia Humana e Problemas Sociais Contemporâneos

Modelo de avaliação de risco : São o crescimento e a estequiometria dos girinos afetados pelo efeito interativo entre a presença do predador e da densidade de coespecíficos?

Many prey organisms change their phenotype to reduce the predation risk. However, such changes are associated with trade-offs, and can have negative effects on prey growth or reproduction. Understand how preys assess the predation risk is essential to evaluate the adaptive value of predator-induced phenotypic and its ecological consequences. In this study, we performed a mesocosm experiment to test: i) if growth and stoichiometry of Lithobates catesbeianus tadpoles is altered in response to giant water bug presence (Belostoma spp.); ii) if these responses depend on tadpoles density in environment. Here, we show that tadpoles growth and stoichiometry are not changed by predator presence, neither in low nor in high densities. Our results suggest that tadpoles exposed to predation risk regulate their physiology to preserve the elemental stoichiometric homeostase of their body and excretion. Further, point out to need for future studies that elucidate under what conditions growth and stoichiometry are changed in response to predation risk

Modelo de risco com dependência entre os valores das indenizações e seus intervalos entre ocorrências

We present a dependent risk model to describe the surplus of an insurance portfolio, based on the article "A ruin model with dependence between claim sizes and claim intervals"(Albrecher and Boxma [1]). An exact expression for the Laplace transform of the survival function of the surplus is derived. The results obtained are illustrated by several numerical examples and the case when we ignore the dependence structure present in the model is investigated. For the phase type claim sizes, we study by the survival probability, considering this is a class of distributions computationally tractable and more general

Metodologia para análise da dependência térmica da germinação pelo modelo de grausdia

The effects of temperature on the rate of biological processes such as the germination are reported in several papers. The analysis of the thermal effect can be performed either from numerical indices or germination curves, which is usually presented as the accumulated percentage of germination versus time. Such curves can be fitted by empirical models and generally they offer a better description of the time-course of germination than single-value indices. On the other hand, in analyzing the germination curves, a question arises whether the model parameters have biological meaning. Thus, it is desirable that the model parameters both describe properly the germination curve and have biological meaning, which often does not occur. Considering the involvement of populations and percentages in germination assays, an analytical model has been widely used in the last two decades which is based on the concept of thermal time. This article discusses the conceptual basis and provides procedures for applying the thermal-time model in germination studies by using the probit regression method, both at infra and supra-optimal temperatures.

Avaliação dos dados decendiais de precipitação e temperatura máxima e mínima do ar simulados pelo modelo ECMWF para o estado de São Paulo

The weather and climate has a direct influence in agriculture, it affects all stages of farming, since soil preparation to harvest. Meteorological data derived from automatic or conventional weather stations are used to monitor these effects. These meteorological data has problems like difficulty of data access and low density of meteorological stations in Brazil. Meteorological data from atmospheric models, such as ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecast) can be an alternative. Thus, the aim of this study was to compare 10-day period precipitation, maximum and minimum air temperature data from the ECMWF model with interpolated maps from 33 weather stations in Sao Paulo state between 2005 and 2010 and generate statistical maps pixel by pixel. Statistical index showed spatially satisfactory (most of the results with R 2 > 0.60, d > 0.7, RMSE < 5°C and < 50 mm; Es < 5°C and < 24 mm) in period and ECMWF model can be recommended for use in the Sao Paulo state.

Posição e densidade dos zeros de Yang-Lee do modelo de Blume-Emery-Griffiths unidimensional sobre anéis conexos e desconexos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Dinâmica populacional, anautogenia e dependência da ansiedade em moscas-varejeiras: experimentação e teoria populacional

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelo numérico mecanobiológico para a obtenção da matriz de rigidez estrutural e da densidade mineral na remodelagem óssea

Neste trabalho é proposto um modelo mecanobiológico de remodelagem óssea para a estimativa de variações, provocadas por perturbações mecânicas ou biológicas, na matriz de rigidez estrutural da escala macroscópica e na densidade mineral em uma região do osso. Na cooperação entre as áreas da saúde e da engenharia, como nos estudos estruturais de biomecânica no sistema esquelético, as propriedades mecânicas dos materiais devem ser conhecidas, entretanto os ossos possuem uma constituição material altamente complexa, dinâmica e variante entre indivíduos. Sua dinâmica decorre dos ciclos de absorção e deposição de matriz óssea na remodelagem óssea, a qual ocorre para manter a integridade estrutural do esqueleto e adaptá-lo aos estímulos do ambiente, sejam eles biológicos, químicos ou mecânicos. Como a remodelagem óssea pode provocar alterações no material do osso, espera-se que suas propriedades mecânicas também sejam alteradas. Na literatura científica há modelos matemáticos que preveem a variação da matriz de rigidez estrutural a partir do estímulo mecânico, porém somente os modelos mais recentes incluíram explicitamente processos biológicos e químicos da remodelagem óssea. A densidade mineral óssea é um importante parâmetro utilizado no diagnóstico de doenças ósseas na área médica. Desse modo, para a obtenção da variação da rigidez estrutural e da densidade mineral óssea, propõe-se um modelo numérico mecanobiológico composto por cinco submodelos: da dinâmica da população de células ósseas, da resposta das células ao estímulo mecânico, da porosidade óssea, da densidade mineral óssea e, baseado na Lei de Voigt para materiais compósitos, da rigidez estrutural. Os valores das constantes das equações dos submodelos foram obtidos de literatura. Para a solução das equações do modelo, propõe-se uma implementação numérica e computacional escrita em linguagem C. O método de Runge-Kutta-Dorman-Prince, cuja vantagem consiste no uso de um passo de solução variável, é utilizado no modelo para controlar o erro numérico do resultado do sistema de equações diferenciais. Foi realizada uma avaliação comparativa entre os resultados obtidos com o modelo proposto e os da literatura dos modelos de remodelagem óssea recentes. Conclui-se que o modelo e a implementação propostos são capazes de obter variações da matriz de rigidez estrutural macroscópica e da densidade mineral óssea decorrentes da perturbação nos parâmetros mecânicos ou biológicos do processo de remodelagem óssea.

Avaliação in vivo da densidade óssea ao redor de implantes osteointegráveis com diferentes plataformas

Os implantes osteointegráveis assumiram condição prioritária na reabilitação da perda dentária unitária ou múltipla em função das elevadas taxas de sucesso e previsibilidade no tratamento e vêm sendo cada vez mais utilizados por especialistas e clínicos. Atualmente existe a preocupação com a manutenção dos tecidos moles periimplantares, principalmente em áreas estéticas. De modo geral, um ano após a instalação dos implantes osteointegráveis ocorre uma perda óssea proximal de 1,5 mm e em média 0,1 mm durante os anos subsequentes. Nos últimos anos, achados clínicos evidenciaram menor perda óssea inicial associada a intermediários de diâmetro reduzido em relação à plataforma dos implantes. Com o objetivo de comparar, por meio de imagens radiográficas o comportamento ósseo proximal ao redor de implantes osteointegráveis com plataformas convencionais e plataformas de diâmetro intermediário reduzido, foi estabelecido o seguinte desenho de estudo clínico prospectivo: em 08 pacientes totalmente edentados, foram instalados 40 implantes, 5 implantes mandibulares por paciente. Cada paciente recebeu 3 implantes com plataforma convencional e 2 com plataforma associada aos intermediários de diâmetro reduzido (cone morse). Foram confeccionadas próteses em resina acrílica e fixadas precocemente aos implantes por intermédio de parafusos, seguindo o modelo protocolo Bränemark. Foram feitas radiografias periapicais padronizadas em intervalos de 21 dias, 3, 6 e 12 meses, após a instalação dos implantes. As imagens radiográficas foram digitalizadas e realizada a subtração radiográfica digital pelo programa emago, sendo comparadas com a radiografia inicial. Os resultados obtidos neste estudo mostraram uma regularidade no remodelamento ósseo ao longo do tempo para todos os implantes, não tendo sido encontradas diferenças significativas entre os diferentes implantes analisados.

Alterações estruturais pancreáticas e metabólicas em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta de alta densidade energética

Camundongos C57BL/6 machos com oito semanas de idade alimentados com diferentes dietas durante 16 semanas: de alta densidade energética (ADE, 26% das calorias de carboidrato, 60% de gordura e 14% de proteína) ou dieta padrão (CO, 76% das calorias de carboidrato, 10% de gordura e 14% de proteína). Comparado ao grupo CO, o grupo ADE apresentou maior ganho de massa e maior depósito de tecido adiposo, bem como maiores níveis plasmáticos de triglicerídeos, LDL-c, ALT, AST e fosfatase alcalina e com maiores níveis de corticosterona plasmática, glicose de jejum e insulina com uma consequente resistência à insulina (avaliado pelo HOMA-IR). No TOTG, a glicose plasmática aumentou ao máximo após 15 min. da administração de glicose oral em ambos os grupos. Entretanto os níveis de glicose foram maiores no grupo ADE que no grupo CO (P<0.0001). O clearance de glicose no grupo ADE foi reduzido, permanecendo aumentado após 120 min. (P<0.001), caracterizando intolerância a glicose no grupo ADE. O teste intraperitoneal de tolerância à insulina mostrou uma rápida redução na glicose plasmática após 15 minutos da administração de insulina em ambos os grupos, mas significativamente aumentada no grupo ADE (P<0.0001), permanecendo desta forma até os 120 min. após a administração. Concluindo, camundongos C57BL/6 respondem a dieta ADE desenvolvimento os sinais e sintomas associados à síndrome metabólica observada em humanos. Por conseguinte, este modelo animal poderá ajudar-nos a compreender melhor as alterações em órgãos alvos associadas com a síndrome metabólica, assim como a possibilidade de tratamentos diferentes.

O envolvimento do estresse oxidativo e nitrosativo em modelo de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) induzido por elastase

Esse estudo buscou investigar o papel do estresse oxidativo e nitrosativo no enfisema pulmonar induzido por elastase. Foram utilizados camundongos machos C57BL/6 submetidos a dois modelos de indução do enfisema por elastase pancreática suína (PPE): intratraqueal (i.t.) e intranasal (i.n.). No modelo intratraqueal a PPE foi instilada nas doses de 0,05 U ou 0,5 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema 7, 14 e 21 dias após instilação de PPE. Em outra etapa, o papel da iNOS foi avaliado através da sua inibição farmacológica por aminoguanidina (AMG) 1% na água de beber ou pela sua exclusão genética em camundongos deficientes em iNOS que tiveram o enfisema induzido por 0,5 U PPE i.t. após 21 dias. No modelo intranasal a dose de PPE foi 3 U/camundongo para avaliação temporal do enfisema (1, 7, 14 e 21 dias após PPE). O papel do estresse oxidativo e nitrosativo foi avaliado com diferentes tratamentos antioxidantes na água de beber: tempol, apocinina+alopurinol, n-acetilcisteína, vitamina C+E, e aminoguanidina durante os 21 dias de indução do enfisema. Os grupos controles foram submetidos à instilação de salina. Lavado broncoalveolar, imunoensaios, análises bioquímicas de estresse oxidativo e ensaios morfométricos foram realizados nos pulmões dos animais. O enfisema foi histologicamente alcançado em 21 dias após 0,5 U PPE i.t., evidenciado pelo aumento do diâmetro alveolar médio Lm e da densidade de volume dos espaços alveolares - Vvair em comparação ao grupo controle. TNF-α foi aumentado em 7 e 14 dias após 0,5 U PPE comparados ao controle, concomitante com a redução de IL-10 nos mesmos períodos, comparados ao controle. O estresse oxidativo foi observado na fase inicial do enfisema, com aumento dos níveis de nitrito, TBARS e superóxido dismutase no grupo 7 dias após 0,5 U PPE (i.t.) quando comparados ao controle ao passo que no modelo intranasal as alterações típicas do estresse foram vistas no grupo 1 dia após 3 U de PPE. Atividade da glutationa peroxidase foi aumentada em todos os grupos PPE (i.t.). A exposição à 0,5 U PPE induziu o aumento da iNOS, eNOS e nitrotirosina, sendo revertido no grupo PPE+AMG. Os animais tratados com AMG 1% e os deficientes em iNOS tiveram o enfisema atenuado histologicamente, mantendo o Lm e o Vvair semelhantes ao grupo controle. Os grupos tratados com n-acetilcisteína e aminoguanidina no modelo i.n. tiveram redução do Lm quando comparados ao grupo PPE. Esses resultados sugerem que as vias de estresse oxidativo e nitrosativo são disparadas pela produção de óxido nítrico via iNOS no enfisema pulmonar. A modulação da iNOS parece uma estratégia promissora no estabelecimento do enfisema pulmonar

Alterações no reparo tecidual cutâneo em um modelo de resistência à insulina

A obesidade associada às alterações metabólicas, tais como a resitência à insulina, provoca significativas modificações no decorrer do processo de cicatrização. O objetivo desse estudo foi inicialmente avaliar os efeitos da resistência à insulina induzida por uma dieta com elevado teor de gordura durante o reparo tecidual. E, em seguida, investigar o papel dos macrófagos neste processo. Observamos que os animais submetidos à dieta hiperlipídica (RHL) tornaram-se intolerantes à glicose e resistentes à insulina, além de aumentarem as taxas plasmáticas de colesterol e triglicerídeos em relação aos animais alimentados com ração padrão (RP). O grupo RHL apresentou uma menor taxa de contração da lesão e reepitelização em relação ao grupo RP. Observamos ainda maior quantidade de células inflamatórias (células NOS 2-positivas, macrófagos, e neutrófilos), menor densidade de fibras do sistema colágeno e maior densidade de miofibroblastos e vasos sanguíneos no grupo RHL. O dano oxidativo estava maior no grupo RHL bem como a expressão proteica do fator de crescimento transformante-β1 (TGF-β1) e α-actina de músculo liso (α-SMA). O grupo RHL apresentou altos níveis plasmáticos de TNF-α quando comparado com o grupo RP. Além disso, a proporção das células M1 (macrófagos ativados classicamente) e M2 (macrófagos ativados alternativamente) foi a mesma em ambos os grupos. Em relação a síntese e liberação de citocinas e fatores de crescimento avaliados através dos ensaios in vitro, observamos ainda que os níveis do fator de necrose tumoral-α (TNF-α) e interleucina-1β (IL-1β) estavam maiores no meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RHL (MCRHL) em relacão ao meio condicionado de macrófagos isolados dos animais do grupo RP (MCRP). Além disso, os nossos resultados demonstraram claramente que os fatores solúveis produzidos por macrófagos isolados a partir de animais resistentes à insulina inibem a proliferação e a migração de fibroblastos. Através desses resultados podemos mostrar que a resistência à insulina retarda o processo de cicatrização e sugerir os macrófagos participam deste retardo.

Aplicações do formalismo de Keldysh ao transporte e ao bombeamento de calor em nanoestruturas

Num regime balísstico e a baixas temperaturas, a fórmula de Landauer dá uma boa descrição do transporte de calor para nano-junções conectadas a dois fios acoplados a banhos térmicos a temperaturas diferentes. Partindo de um modelo microscópico e utilizando o método de funções de Green fora do equilíbrio, é possível obter uma expressão para a condutância térmica na nano-junção equivalente a fórmula de Landauer. Esta depende dos valores das constantes de acoplamento entre os modos de fônons da região central e dos fios, além do gradiente térmico. A expressão para a condutância térmica é muito semelhante aquela obtida para a condutância elétrica. Neste trabalho nós apresentamos o método para o cálculo de grandezas relacionadas ao transporte térmico em um regime onde não há um gradiente de temperatura entre os reservatórios mas o sistema sofre uma perturbação dependente do tempo. Ou seja, com uma escolha conveniente da parametrização temporal dos termos de acoplamento entre a nano-junção e os fios é possível produzir uma corrente de calor na ausência de diferença de temperaturas entre os banhos térmicos aos quais os fios estão conectados. Esse fenômeno caracteriza o bombeamento de calor. Desenvolvemos uma teoria de transporte dependente do tempo para descrever o bombeamento. A teoria é geral, dependendo da densidade de fônons, da intensidade e dependência temporal do acoplamento. Aplicamos o formalismo em um modelo simples demonstrando que, em princípio, é possível bombear calor através de uma cadeia linear de átomos sem gradiente térmico.

Modelagem computacional da estabilização de sistemas subcríticos segundo o modelo unidimensional de difusão de nêutrons monoenergéticos

Um método numérico espectronodal (END) livre de erros de truncamento espacial é desenvolvido para problemas unidimensionais de difusão de nêutrons monoenergéticos em duas versões. Na versão de problemas de autovalor, o método gera soluções numéricas para o perfil do fluxo escalar e para o fator de multiplicação efetivo (k), que coincidem com a solução analítica dominante, afora os erros da aritmética finita computacional. Na versão de fonte fxa, o método também gera soluções numéricas analíticas para o problema de fonte fixa correspondente, onde a fonte de fissão, com dependência espacial, é obtida analiticamente, a partir da reconstrução espacial do fluxo escalar gerado pelo método END para problemas de autovalor. Alguns experimentos numéricos são apresentados para dois problemas modelos a fim de ilustrar a precisão do método.

Papel dos receptores β-adrenérgicos no reparo cutâneo de lesões crônicas em camundongos: modelo não invasivo de lesão por isquemia e reperfusão

Os receptores β1- e β2-adrenérgicos estão presentes em inúmeras células que participam do processo de reparo como fibroblastos, queratinócitos, células inflamatórias e células endoteliais. Diversos trabalhos demonstram que estes receptores modulam o processo de reparo tecidual. Entretanto, nenhum trabalho demonstrou se o bloqueio destes receptores compromete o reparo de úlceras de pressão. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos no reparo de úlceras de pressão em camundongos, para isto utilizamos um modelo não invasivo de lesão por isquemia e reperfusão. No presente estudo, utilizamos animais que foram tratados por gavagem com propranolol (um antagonista não seletivo dos receptores β1- e β2-adrenérgicos). A administração do antagonista teve início um dia antes do início dos ciclos de isquemia e reperfusão e se manteve diariamente até a eutanásia. Para desenvolver a úlcera de pressão, um par de magnetos foi aplicado no dorso dos animais previamente depilado. O período de permanência do magneto é caracterizado como período de isquemia, enquanto sua retirada é caracterizada como período de reperfusão. Os ciclos de isquemia e reperfusão foram repetidos duas vezes, e ao final do último ciclo, duas úlceras circulares foram criadas no dorso dos animais. Os animais foram mortos 3, 7, 14 e 21 dias após a lesão. Após o último ciclo de isquemia, o fluxo sanguíneo da área comprimida foi nulo, 7 horas após a compressão o fluxo sanguíneo estava elevado, com níveis superiores ao da pele normal. Após 24 e 48 horas, o fluxo sanguíneo estava reduzido e abaixo dos níveis da pele normal. O bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos aumentou os níveis de peróxidos lipídicos 3 dias após a lesão, comprometeu a migração dos queratinócitos, levando a um aumento da proliferação epitelial, resultando em uma re-epitelização atrasada. O retardo na formação da neo-epiderme induzido pelo bloqueio destes receptores prejudicou a remoção do tecido necrótico. O bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos aumentou o número de células inflamatórias (neutrófilos e macrófagos), os níveis proteicos de elastase neutrofílica 3 dias após a lesão e reduziu os níveis proteicos de MCP-1 3 dias após a lesão e os níveis proteicos de MMP-12 7 dias após a lesão. O bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos aumentou a proliferação celular e apoptose no tecido conjuntivo 7 dias após a lesão e aumentou a densidade de vasos sanguíneos 14 e 21 dias após a lesão. O bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos retardou a diferenciação miofibroblástica e reduziu os níveis proteicos de TGF-β 1/2/3 3 dias após a lesão e a contração da lesão. Vinte e um dias após a lesão, o bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos aumentou a espessura da neo-epiderme e a expressão de tenascina-C em fibroblastos e reduziu a deposição de colágeno. Em conclusão, o bloqueio dos receptores β1- e β2-adrenérgicos atrasa o reparo tecidual em úlceras de pressão.