Explicit series solution for a glucose-induced electrical activity model of pancreatic beta-cells

In this work, we present the explicit series solution of a specific mathematical model from the literature, the Deng bursting model, that mimics the glucose-induced electrical activity of pancreatic beta-cells (Deng, 1993). To serve to this purpose, we use a technique developed to find analytic approximate solutions for strongly nonlinear problems. This analytical algorithm involves an auxiliary parameter which provides us with an efficient way to ensure the rapid and accurate convergence to the exact solution of the bursting model. By using the homotopy solution, we investigate the dynamical effect of a biologically meaningful bifurcation parameter rho, which increases with the glucose concentration. Our analytical results are found to be in excellent agreement with the numerical ones. This work provides an illustration of how our understanding of biophysically motivated models can be directly enhanced by the application of a newly analytic method.

Evolution of Drug Resistance: Insight on TEM -Lactamases Structure and Activity and Beta-Lactam Antibiotics

Extended-spectrum β-lactamases (ESBLs) prevalence was studied in the north of Portugal, among 193 clinical isolates belonging to citizens in a district in the boundaries between this country and Spain from a total of 7529 clinical strains. In the present study we recovered some members of Enterobacteriaceae family, producing ESBL enzymes, including Escherichia coli (67.9%), Klebsiella pneumoniae (30.6%), Klebsiella oxytoca (0.5%), Enterobacter aerogenes (0.5%), and Citrobacter freundii (0.5%). β-lactamases genes blaTEM, blaSHV, and blaCTX-M were screened by polymerase chain reaction (PCR) and sequencing approaches. TEM enzymes were among the most prevalent types (40.9%) followed by CTX-M (37.3%) and SHV (23.3%). Among our sample of 193 ESBL-producing strains 99.0% were resistant to the fourth-generation cephalosporin cefepime. Of the 193 isolates 81.3% presented transferable plasmids harboring genes. Clonal studies were performed by PCR for the enterobacterial repetitive intragenic consensus (ERIC) sequences. This study reports a high diversity of genetic patterns. Ten clusters were found for E. coli isolates and five clusters for K. pneumoniae strains by means of ERIC analysis. In conclusion, in this country, the most prevalent type is still the TEM-type, but CTX-M is growing rapidly.

Cardiac beta-receptors in experimental Chagas' disease

Experimental Chagas' disease (45 to 90 days post-infection) showed serious cardiac alterations in the contractility and in the pharmacological response to beta adrenergic receptors in normal and T. cruzi infected mice (post-acute phase). Chagasic infection did not change the beta receptors density (78.591 ± 3.125 fmol/mg protein and 73.647 ± 2.194 fmol/mg protein for controls) but their affinity was significantly diminished (Kd = 7.299 ± 0.426 nM and Kd = 3.759 ± 0.212 nM for the control) p < 0.001. This results demonstrate that the alterations in pharmacological response previously reported in chagasic myocardium are related to a significantly less beta cardiac receptor affinity. During this experimental period serious cardiac cell alterations take place and functional consequences will be detected in the chronic phase.

Optimização e Validação da Produção de [13n]-Nh3 para Estudos Clínicos de Tomografia por Emissão de Positrões na Avaliação da Perfusão Miocárdica

A par das patologias oncológicas, as doenças do foro cardíaco, em particular a doença arterial coronária, são uma das principais causas de morte nos países industrializados, devido sobretudo, à grande incidência de enfartes do miocárdio. Uma das formas de diagnóstico e avaliação desta condição passa pela obtenção de imagens de perfusão miocárdica com radionuclídeos, realizada por Tomografia por Emissão de Positrões (PET). As soluções injectáveis de [15O]-H2O, [82Rb] e [13N]-NH3 são as mais utilizadas neste tipo de exame clínico. No Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS), a existência de um ciclotrão tem permitido a produção de uma variedade de radiofármacos, com aplicações em neurologia, oncologia e cardiologia. Recentemente, surgiu a oportunidade de iniciar exames clínicos com [13N]-NH3 para avaliação da perfusão miocárdica. É neste âmbito que surge a oportunidade do presente trabalho, pois antes da sua utilização clínica é necessário realizar a optimização da produção e a validação de todo o processo segundo as normas de Boas Práticas Radiofarmacêuticas. Após uma fase de optimização do processo, procedeu-se à avaliação dos parâmetros físico-químicos e biológicos da preparação de [13N]-NH3, de acordo com as indicações da Farmacopeia Europeia (Ph. Eur.) 8.2. De acordo com as normas farmacêuticas, foram realizados 3 lotes de produção consecutivos para validação da produção de [13N]-NH3. Os resultados mostraram um produto final límpido e ausente de cor, com valores de pH dentro do limite especificado, isto é, entre 4,5 e 8,5. A pureza química das amostras foi verificada, uma vez que relativamente ao teste colorimétrico, a tonalidade da cor da solução de [13N]-NH3 não era mais intensa que a solução de referência. As preparações foram identificadas como sendo [13N]-NH3, através dos resultados obtidos por cromatografia iónica, espectrometria de radiação gama e tempo de semi-vida. Por examinação do cromatograma obtido com a solução a ser testada, observou-se que o pico principal possuia um tempo de retenção aproximadamente igual ao pico do cromatograma obtido para a solução de referência. Além disso, o espectro de radiação gama mostrou um pico de energia 0,511 MeV e um outro adicional de 1,022 MeV para os fotões gama, característico de radionuclídeos emissores de positrões. O tempo de semi-vida manteve-se dentro do intervalo indicado, entre 9 e 11 minutos. Verificou-se, igualmente, a pureza radioquímica das amostras, correspondendo um mínimo de 99% da radioactividade total ao [13N], bem como a pureza radionuclídica, observando-se uma percentagem de impurezas inferiores a 1%, 2h após o fim da síntese. Os testes realizados para verificação da esterilidade e determinação da presença de endotoxinas bacterianas nas preparações de [13N]-NH3 apresentaram-se negativos.Os resultados obtidos contribuem, assim, para a validação do método para a produção de [13N]-NH3, uma vez que cumprem os requisitos especificados nas normas europeias, indicando a obtenção de um produto seguro e com a qualidade necessária para ser administrado em pacientes para avaliação da perfusão cardíaca por PET.

Role of a novel disulfide bridge within the all-beta fold of soluble Rieske proteins

Journal of Biological Inorganic Chemistry (2010)15: 271-281

Modified Discrete PSO to Increase the Delivered Energy Probability in Distribution energy Systems

This paper proposes a PSO based approach to increase the probability of delivering power to any load point by identifying new investments in distribution energy systems. The statistical failure and repair data of distribution components is the main basis of the proposed methodology that uses a fuzzyprobabilistic modeling for the components outage parameters. The fuzzy membership functions of the outage parameters of each component are based on statistical records. A Modified Discrete PSO optimization model is developed in order to identify the adequate investments in distribution energy system components which allow increasing the probability of delivering power to any customer in the distribution system at the minimum possible cost for the system operator. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study that considers a 180 bus distribution network.

DC Fuzzy Multicriteria Approach to Increase the Probability of Delivering Power in Distribution Networks

This paper proposes a methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments. The methodology uses a fuzzy set approach to model the uncertainty of outage parameters, load and generation. A DC fuzzy multicriteria optimization model considering the Pareto front and based on mixed integer non-linear optimization programming is developed in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power to all customers in the distribution network at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the non supplied energy cost. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers an 33 bus distribution network.

Increase of the Delivered Power Probability in Distribution Networks using Pareto DC Programming

A methodology to increase the probability of delivering power to any load point through the identification of new investments in distribution network components is proposed in this paper. The method minimizes the investment cost as well as the cost of energy not supplied in the network. A DC optimization model based on mixed integer non-linear programming is developed considering the Pareto front technique in order to identify the adequate investments in distribution networks components which allow increasing the probability of delivering power for any customer in the distribution system at the minimum possible cost for the system operator, while minimizing the energy not supplied cost. Thus, a multi-objective problem is formulated. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study which considers a 180 bus distribution network

Candidin: comparison of two antigens for cutaneous delayed hypersensitivity testing

A candidin, which is a suspension of killed yeast cells, is commonly used for intradermal tests of delayed hypersensitivity, to evaluate the immunological cellular competence of the patient, when the test is applied along with other similar tests. When working with a cellular antigen, the histopathology of positive skin tests reveals a cellular infiltrate which not only presents a characteristic hypersensitivity reaction but also a neutrophilic abscess in the central part. This research presents the results of a comparison between the yeast cell suspension and the polysaccharide antigens, both obtained from the same strains of Candida albicans. The results obtained by skin tests in one hundred individuals were 61.0% with the polysaccharide antigen and 69.0% with the yeast cell suspension antigen. Concordant results concerning the two antigens were observed in 82.0% of the individuals. The discussion section presents an assumption to explain the differences of positivity obtained with the two antigens. We conclude that the polysaccharide antigen can be utilized in the intradermal test of delayed hypersensitivity to Candida albicans.

Influence of Apolipoprotein E Plasma Levels and Tobacco Smoking on the Induction of Neutralising Antibodies to Interferon-Beta

Interferon-beta (IFN-beta) therapy for multiple sclerosis (MS) is associated with a potential for induction of neutralizing antibodies (NAbs). Because immune reactivity depends on changes in lipoprotein metabolism, we investigated whether plasma lipoprotein profiles could be associated with the development of NAbs. Thirty-one female MS patients treated with subcutaneously administered IFN-beta were included. Demographic and clinical characteristics were compared between NAbs response groups using t tests for continuous and logistic regression analysis and Fisher's exact tests for categorical data, respectively. Multivariate logistic regression was used to evaluate the effect of potential confounders. Patients who developed NAbs had lower apoE levels before treatment, 67 (47-74) mg/L median (interquartile range), and at the moment of NAb analysis, 53 (50-84) mg/L, in comparison to those who remained NAb-negative, 83 (68-107) mg/L, P = 0.03, and 76 (66-87) mg/L, P = 0.04, respectively. When adjusting for age and smoking for a one-standard deviation decrease in apoE levels, a 5.6-fold increase in the odds of becoming NAb-positive was detected: odds ratios (OR) 0.18 (95% CI 0.04-0.77), P = 0.04. When adjusting for apoE, smoking habit became associated with NAb induction: OR 5.6 (95% CI 1.3-87), P = 0.03. These results suggest that apoE-containing lipoprotein metabolism and, possibly, tobacco smoking may be associated with risk of NAb production in female MS patients treated with IFN-beta.

Extended-spectrum beta-lactamases among Enterobacteriaceae isolated in a public hospital in Brazil

Extended-spectrum β-lactamases (ESBL) in enterobacteria are recognized worldwide as a great hospital problem. In this study, 127 ESBL-producing Enterobacteriaceae isolated in one year from inpatients and outpatients at a public teaching hospital at São Paulo, Brazil, were submitted to analysis by PCR with specific primers for blaSHV, blaTEM and blaCTX-M genes. From the 127 isolates, 96 (75.6%) Klebsiella pneumoniae, 12 (9.3%) Escherichia coli, 8 (6.2%) Morganella morganii, 3 (2.3%) Proteus mirabilis, 2 (1.6%) Klebsiella oxytoca, 2 (1.6%) Providencia rettgeri, 2 (1.6%) Providencia stuartti, 1 (0.8%) Enterobacter aerogenes and 1 (0.8%) Enterobacter cloacae were identified as ESBL producers. BlaSHV, blaTEM and blaCTX-M were detected in 63%, 17.3% and 33.9% strains, respectively. Pulsed field gel eletrophoresis genotyping of K. pneumoniae revealed four main molecular patterns and 29 unrelated profiles. PCR results showed a high variety of ESBL groups among strains, in nine different species. The results suggest the spread of resistance genes among genetically different strains of ESBL-producing K. pneumoniae in some hospital wards, and also that some strongly related strains were identified in different hospital wards, suggesting clonal spread in the institutional environment.

Safety and skin delayed-type hypersensitivity response in vervet monkeys immunized with Leishmania donovani sonicate antigen delivered with adjuvants

In this study, we report on the safety and skin delayed-type hypersensitivity (DTH), responses of the Leishmania donovani whole cell sonicate antigen delivered in conjunction with alum-BCG (AlBCG), Montanide ISA 720 (MISA) or Monophosphoryl lipid A (MPLA) in groups of vervet monkeys. Following three intradermal injections of the inoculums on days 0, 28 and 42, safety and DTH responses were assessed. Preliminary tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interferon gamma (IFN-γ) levels were also measured and these were compared with DTH. Only those animals immunized with alum-BCG reacted adversely to the inoculum by producing ulcerative erythematous skin indurations. Non-parametric analysis of variance followed by a post-test showed significantly higher DTH responses in the MISA+Ag group compared with other immunized groups (p < 0.001). The MPLA+Ag group indicated significantly lower DTH responses to the sonicate antigen compared with the AlBCG+Ag group. There was a significant correlation between the DTH and cytokine responses (p < 0.0001). Based on this study we conclude that Leishmania donovani sonicate antigen containing MISA 720 is safe and is associated with a strong DTH reaction following immunization.

Sensibilidade das enterobacteriáceas produtoras de beta-lactamases de espectro alargado à fosfomicina

Introdução: A emergência de enterobacteriáceas produtoras de beta-lactamases de espectro alargado (ESBL) nos últimos anos representa um problema de saúde pública, escasseando alternativas eficazes para o seu tratamento. Vários trabalhos internacionais têm demonstrado uma sensibilidade in vitro muito elevada destas bactérias à fosfomicina, havendo alguns que testaram a eficácia clínica do tratamento de cistites agudas não complicadas no subgrupo das Escherichia coli com resultados promissores. No Hospital Prof. Dr. Fernando Fonseca EPE (HFF) tem havido um aumento anual progressivo do isolamento destes patogéneos. Os autores pretenderam testar a sensibilidade das enterobacteriáceas produtoras de ESBL à fosfomicina no HFF e averiguar o eventual potencial terapêutico. Material e métodos: Estudo prospectivo, durante 6 meses, no qual foi testada a sensibilidade à fosfomicina das enterobacteriáceas produtoras de ESBL isoladas. Foi utilizado o equipamento VITEK 2® para identificação das estirpes. A susceptibilidade à fosfomicina foi determinada através do método de difusão de disco (Oxoid®). O tratamento estatístico foi realizado através do programa Microsoft Excel®. Resultados: Foram identificadas 150 enterobacteriáceas ESBL, das quais 52% corresponderam a Klebsiella pneumoniae e 44% a Escherichia coli. Cerca de 88% das Escherichia coli e 68% das Klebsiella pneumoniae apresentaram sensibilidade à fosfomicina. Conclusões: De acordo com os dados obtidos a nível internacional e no nosso hospital, os autores recomendam a utilização da fosfomicina para tratamento de cistites agudas não complicadas provocadas por Escherichia coli produtoras de ESBL, sugerindo, concomitantemente, a realização de trabalhos futuros de eficácia clínica para consubstanciar esta prática e recomendação.

INTERFERON BETA-1A TREATMENT IN HTLV-1-ASSOCIATED MYELOPATHY/TROPICAL SPASTIC PARAPARESIS: A CASE REPORT

Here a young patient (< 21 years of age) with a history of infective dermatitis is described. The patient was diagnosed with myelopathy associated with HTLV-1/tropical spastic paraparesis and treated with interferon beta-1a. The disease was clinically established as HTLV-1-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP), and laboratory tests confirmed the presence of antibodies to HTLV-1 in the cerebrospinal fluid (CSF). Mumps, cytomegalovirus, Epstein-Barr virus, schistosomiasis, herpes virus 1 and 2, rubella, measles, varicella-zoster toxoplasmosis, hepatitis, HIV, and syphilis were excluded by serology. The patient was diagnosed with neurogenic bladder and presented with nocturia, urinary urgency, paresthesia of the lower left limb, a marked reduction of muscle strength in the lower limbs, and a slight reduction in upper limb strength. During the fourth week of treatment with interferon beta-1a, urinary urgency and paresthesia disappeared and clinical motor skills improved.

Patologia óssea do insuficiente renal crónico: desafio clínico-biológico ; Caracterização da osteodistrofia renal e efeitos da biocompatibilidade de membranas de hemodiálise, na remodelação óssea

Resumo: Os resultados das nossas investigações, apresentadas ao longo desta dissertação,contribuíram para a otimização do diagnóstico invasivo e não invasivo da osteodistrofia renal e permitiram evidenciar a relevância, para a expressão clínica e histológica da ODR, de algumas articularidades específicas da população hemodialisada, nomeadamente: a utilização de membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e com elevada permeabilidade, o recurso a técnicas de hemodiafiltração com otimização da capacidade convectiva, as limitações dos marcadores bioquímicos de remodelação óssea ou a insuficiência / deficiência em vitamina D nativa (bem como os resultados da suplementação com esta vitamina). Testámos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, novos marcadores da formação e reabsorção óssea, que validámos mediante a comparação com os resultados da histomorfometria óssea. No seu conjunto, e de forma integrada, as nossas investigações permitiram-nos: - Evidenciar a diminuição da expressão do recetor da PTH/PTHrP na cartilagem de crescimento, num modelo animal de IRC, o que explica, pelo menos em parte, o atraso de crescimento observado nesta patologia, bem como a diminuição da resposta à ação da PTH; - Demonstrar as vantagens da determinação da isoforma óssea da fosfatase alcalina, em relação à fosfatase alcalina total, no diagnóstico diferencial entre baixa e elevada remodelação óssea; - Utilizar, pela primeira vez em hemodialisados, a piridinolina e a desoxipiridinolina no diagnóstico da reabsorção óssea. Este foi o primeiro marcador sérico específico da atividade osteoclástica, utilizado com sucesso em doentes anúricos em hemodiálise. Evidenciámos uma excelente correlação destes dois marcadores bioquímicos com a superfície osteoclástica e com o número de osteoclastos/mm2;- Demonstrar as acentuadas limitações de outros marcadores da formação e reabsorção óssea (nomeadamente a osteocalcina, o propeptido carboxiterminal do procolagénio tipo I-PICP, e o Telopeptido do colagénio tipo I – ICTP) com base nas correlações entre os doseamentos séricos ou plasmáticos destes marcadores e a biópsia óssea com avaliação histomorfométrica; -Evidenciar as limitações induzidas pela sobrecarga alumínica na interpretação dos níveis séricos dos marcadores não invasivos da remodelação óssea;-Testar a eficácia e segurança da utilização de “microdoses” de desferroxamina na terapêutica da intoxicação alumínica, em doentes com acentuada exposição a este metal;-Demonstrar que os doentes hemodialisados cronicamente com dialisadores de poliacrilonitrilo (membranas de alta permeabilidade),apresentavam menor ativação osteoblástica e osteoclástica, que os doentes dialisados com membranas de cuprofano(baixa permeabilidade), sendo os níveis de iPTH semelhantes em ambos os grupos estudados. Estes resultados apontam para uma menor ativação da remodelação óssea quando se utilizam membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e/ou de maior permeabilidade, o que se poderá relacionar com a ultrafiltração de mediadores da ativação celular ou com a menor ativação dos mecanismos estimuladores da remodelação óssea, por parte destas membranas. Entre os mediadores da remodelação óssea que demonstrámos serem relevantes e estarem aumentados no soro de hemodialisados com membranas de baixo fluxo, contam-se a beta-2-microglobulina (2-M) e algumas citoquinas, com ação estimuladora das linhagens celulares envolvidas na remodelação óssea. Demonstrámos igualmente uma correlação positiva dos níveis séricos de 2-M com os níveis séricos da osteocalcina, da isoenzima óssea da fosfatase alcalina (marcadores da formação óssea) e com os níveis séricos da piridinolina (marcador da reabsorção óssea). Os níveis séricos de 2-M correlacionaram-se ainda, de forma negativa, com o volume osteoide (matriz óssea não calcificada). Nestes doentes hemodialisados, demonstrámos a presença de níveis séricos aumentados da interleucina-1, do antagonista do recetor da interleucina-1, da interleucina-6 e do recetor solúvel da interleucina-6. Salientamos as relações inversas que observámos, por um lado entre os níveis de antagonista do recetor da interleucina-1 e a superfície osteoblástica, e por outro lado entre o rácio do recetor da interleucina-6 / interleucina-6 (IL6-r/IL6) e a superfície osteoclástica. De acordo com estes nossos resultados originais, entendemos que a interferência nos níveis circulantes e na ativação local destes mediadores poderá justificar, em grande parte, o aumento da prevalência de doença óssea adinâmica, descrita por nós e por outros grupos. Evidenciámos uma elevadíssima prevalência de doença adinâmica (>50% dos doentes), numa população de hemodialisados sem exposição prévia ao alumínio, tratados de acordo com os K/DOQI “guidelines” e que ao longo de um ano mantiveram níveis séricos de cálcio e de fósforo controlados. Consequentemente, os doentes tratados de forma otimizada apresentaram uma prevalência surpreendentemente elevada de doença adinâmica. Os nossos resultados (classificados com o grau de evidência máxima pelos peritos KDIGO) contribuíram para dar suporte à grande diferença nos guidelines K/DOQI (2003) e KDIGO (2009) no que respeita aos valores alvo da PTH. Estamos conscientes que de que o facto de termos uma percentagem tão elevada de doença óssea adinâmica nas nossas populações de hemodialisados, bem como a demonstração de que alguns doentes com valores de PTH intacta (2ª geração) de cerca de 600 pg/ml tinham doença óssea adinâmica, condicionaram os novos objetivos KDIGO para a PTH. Os nossos resultados suportam, em nossa opinião, a adequação e vantagem da utilização dos critérios da KDIGO em vez dos KDOQI. Tendo em conta que os primeiros definem objetivos para a PTH entre 2 e 9 vezes o limite superior do normal e não se comprometem com valores alvo absolutos e rígidos (definidos previamente nos KDOQI entre 150 e 300 pg/mL), esta nova abordagem parece-nos mais correta.Na nossa investigação clínica, caracterizámos ainda a população hemodialisada portuguesa no que respeita aos níveis séricos de calcidiol, identificando a população com suficiência, insuficiência ou deficiência em vitamina D3. Documentámos uma acentuada prevalência de insuficiência e mesmo de deficiência nesta vitamina, numa vasta população de hemodialisados, a qual, muito provavelmente, reflete de forma fidedigna, o que se pode observar na restante população de doentes portugueses IRC em estádio 5d (em diálise). Descrevemos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, uma associação entre deficiência em calcidiol e a presença de fatores de risco cardiovascular (que têm sido identificados nos doentes urémicos). A nossa investigação conduziu-nos a resultados originais, ao identificar os níveis baixos de 25(OH)vitamina D3 como um provável fator de risco cardiovascular em hemodialisados, visto que a deficiência nesta vitamina se associou, de forma muito significativa, ao aumento da prevalência de calcificações vasculares, a inflamação, a pressão de pulso mais elevada, a hipertrofia ventricular esquerda, a insuficiência cardíaca e a níveis séricos aumentados de “BNP-Brain natriuretic peptide”. Finalmente, numa avaliação prospetiva, de intervenção terapêutica, corrigimos a insuficiência ou deficiência em 25(OH)vitamina D3 e demonstrámos que essa correção se associou a uma redução dos fatores de risco cardiovascular. Esta última intervenção foi totalmente inovadora, visto ser a primeira avaliação prospetiva da evolução dos fatores de risco cardiovasculares, em função da suplementação com vitamina D nativa, em doentes hemodialisados. Em resumo, pensamos que os resultados das nossas investigações, acima sumarizadas e apresentadas ao longo dos diversos capítulos desta dissertação,contribuiram para uma nova perspetiva da osteodistrofia renal e para recolocar o foco da atenção dos nefrologistas no tecido ósseo e no eixo paratormona – vitamina D – remodelação óssea. Este eixo surje claramente envolvido em múltiplos processos fisiopatológicos, que suportam a elevada morbilidade e mortalidade (nomeadamente de causa cardiovascular) observada nos doentes urémicos.---------ABSTRACT: The results of our research, presented throughout this thesis, contributed towards the optimisation of the invasive and non-invasive diagnosis of renal osteodystrophy. They have also highlighted the importance, to the clinical and histological expression of the ODR, of some specific characteristics of the haemodialysis population, including: the use of biocompatible high permeability haemodialysis membranes, the use of haemodiafiltration techniques with convection enhancement, as well as the limitations of biochemical markers of bone turnover or native vitamin D insufficiency/deficiency (along with the supplementation results of this vitamin). New bone formation and resorption markers, which were validated by comparison with the results of bone histomorphometry, have been tested for the first time on haemodialysis patients.As a whole, and in an integrated approach, our research enabled us to: - Show the decrease of the PTH/PTHrP receptor expression in cartilage growth, used on an IRC animal model, which explains, to some extent, not only the delayed growth observed in this pathology, but also the slow response to PTH. - Point out the advantages of the determination of bone isoform of alkaline phosphatase, in relation to the total alkaline phosphatase, in the differential diagnosis between low and high-bone turnover.- Use pyridinoline and deoxypyridinoline in the diagnosis of bone resorption for the first time on haemodialysis patients. This was the first specific serum market of the osteoclastic activity, which was successfully used on anuric patients undergoing haemodialysis treatment. We also observed an excellent correlation of these biochemical markers with the osteoclastic surface and the number of osteoclasts/mm2. - Demonstrate the sharp limitations of other markers of bone formation and resorption (namely osteocalcin, carboxyterminal propeptide of type I-PICP procollagen and telopeptide of type I-ICTP collagen) based on correlations between these markers’ serum or plasma assays and bone biopsy with histomorphometric assessment.-Show the limitations induced by aluminium overload in the interpretation of serum levels of bone remodelling non-invasive markers.-Test the efficacy and the safety of the use of deferoxamine “microdoses” for treatment of aluminium overload among patients with high levels of serum aluminium. - Demonstrate that patients with chronic haemodialysis dialysers of polyacrylonitrile (high permeability membranes) show a lower osteoblastic and osteoclastic activation than those undergoing dialysis with cuprofan membranes (low permeability), being the iPTH levels similar in both groups of patients. These findings point towards a lower activation of bone remodelling when using more biocompatible dialysis membranes and/or of higher permeability, which may relate to the ultrafiltration of cell activation mediators or to the lower activation of the stimulating mechanisms of bone remodelling, regarding the membranes. Beta-2-microglobulin (2-M) and some cytokines that play a role/participate in bone remodelling are among the bone remodelling mediators, which we demonstrated to be relevant and to be increased in the serum of haemodialysis with low flow membranes. We also proved that there is a positive correlation of serum 2-M levels not only with serum osteocalcin levels, of the bone isoenzyme of alkaline phosphatase (bone forming markers), but also with levels of serum pyridinoline (bone resorption marker).Serum 2-M levels correlate negatively with the volume of osteoid (uncalcified bone matrix). We also demonstrated the presence of elevated serum levels of interleukin-1,interleukin-1 receptor antagonist, interleukin-6 and soluble interleukin-6 receptor in haemodialysis patients. We stress the inverse relationship which we observed on one hand between the interleukin-1 receptor antagonist levels and the osteoblastic surface and on the other between the ratio of interleukin-6 receptor / interleukin-6 (IL6-r/IL6) and the osteoblastic surface. According to these unique findings, we believe that the interference in the circulating levels and in the local activation of these mediators may partly explain the rising prevalence of adynamic bone disease. A high prevalence of adynamic disease has also been observed in a haemodialysis population (>50% of patients) with no previous exposure to aluminium. The patients were treated according to K/DOQI guidelines and maintained controlled serum calcium and phosphorus levels over one year. As a result, the patients who received optimised treatment showed a surprisingly high prevalence of adynamic disease. Our results, which were ranked with the highest degree of evidence by KDIGO experts, contributed to the great difference regarding the target values of PTH in the K/DOQI (2003) and KDIGO (2009) guidelines. We are aware that the finding of such a high percentage of adynamic bone disease in our haemodialysis population, as well as the evidence that some patients with intact PTH values (2nd generation) of 600 pg/ml suffered from adynamic bone disease, have hindered, the new KDIGO objectives to PTH.In our opinion, our results support the suitability and the advantage of using KDIGO criteria instead of KDOQI. This seems to be the right approach when taking into consideration that KDIGO sets objectives to PTH between 2 and 9 times the normal upper limit and does not compromise with the rigid and absolute target values (between 150 and 300 pg/mL) previously defined by KDOQI. In our clinical research, the Portuguese haemodialysis population was characterised in terms of serum clacidiol levels and identified as having vitamin D3 sufficiency, insufficiency or deficiency. It was also recorded the prevalence of severe vitamin D3 insufficiency and even deficiency in a large haemodialysis population, which most likely provides a reliable picture of the rest of the population in IRC Portuguese patients with 5d stage (undergoing dialysis). We described for the first time in aemosialysis patients an association between calcidiol deficiency and the presence of ardiovascular risk factors, (which have been identified on uraemic patients).Our research led us to unique findings by having identified the low levels of 25(OH) vitamin D3 as a likely cardiovascular risk factor in patients undergoing haemodialysis treatment, given that deficiency in this vitamin has been significantly associated not only with a rise in the prevalence of vascular calcifications, but also inflammation, left ventricular hypertrophy, high pulse pressure and high serum BNPBrain natriuretic peptide levels. Finally, based on a prospective assessment of therapeutic intervention, 25(OH)vitamin D3 insufficiency or deficiency was corrected and we were able to demonstrate that this same correction was associated with a reduction in cardiovascular risk factors. This was a forward-looking intervention regarding the supplementation of native vitamin D in haemodialysis patients, since it was the first prospective assessment of the evolution of cardiovascular risk factors. In short, the results of our research, summarised above and presented throughout the various chapters of this thesis, contributed towards a new perspective of the renal osteodystrophy and also to draw the nephrologists’ attention to the bone tissue and to the axis PTH – vitamin D – bone remodelling. This axis appears clearly involved in multiple physiopathological processes, which support the high morbidity and mortality rate, (particularly of cardiovascular causes), observed in uraemic patients.