Modulation of Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase 2 (SERCA2) function by acetylation following the treatment with histone deacetylase inhibitor suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA)

Background: Acetylation and deacetylation at specific lysine (K) residues is mediated by histone acetylases (HATs) and deacetylases (HDACs), respectively. HATs and HDACs act on both histone and non-histone proteins, regulating various processes, including cardiac impulse propagation. Aim of the present work was to establish whether the function of the Ca2+ ATPase SERCA2, one of the major players in Ca2+ reuptake during excitation-contraction coupling in cardiac myocytes (CMs), could be modulated by direct K acetylation. Materials and methods: HL-1 atrial mouse cells (donated by Prof. Claycomb), zebrafish and Streptozotocin-induced diabetic rat CMs were treated with the pan-inhibitor of class I and II HDACs suberanilohydroxamic acid (SAHA) for 1.5 hour. Evaluation of SERCA2 acetylation was analyzed by co-immunoprecipitation. SERCA2 activity was measured on microsomes by pyruvate/NADH coupled reaction assay. SERCA2 mutants were obtained after cloning wild-type and mutated sequences into the pCDNA3 vector and transfected into HEK cells. Ca2+ transients in CMs (loading with Fluo3-AM, field stimulation, 0.5 Hz) and in transfected HEK cells (loading with FLUO-4, caffeine pulse) were recorded. Results: Co-Immunoprecipitation experiments performed on HL-1 cells demonstrated a significant increase in the acetylation of SERCA2 after SAHA-treatment (2.5 µM, n=3). This was associated with an increase in SERCA2 activity in microsomes obtained from HL-1 cells, after SAHA exposure (n=5). Accordingly, SAHA-treatment significantly shortened the Ca2+ reuptake time of adult zebrafish CMs. Further, SAHA 2.5 nM restored to control values the recovery time of Ca2+ transients decay in diabetic rat CMs. HDAC inhibition also improved contraction parameters, such as fraction of shortening, and increased pump activity in microsomes isolated from diabetic CMs (n=4). Notably, the K464, identified by bioinformatic tools as the most probable acetylation site on human SERCA2a, was mutated into Glutamine (Q) or Arginine (R) mimicking acetylation and deacetylation respectively. Measurements of Ca2+ transients in HEK cells revealed that the substitution of K464 with R significantly delayed the transient recovery time, thus indicating that deacetylation has a negative impact on SERCA2 function. Conclusions: Our results indicate that SERCA2 function can be improved by pro-acetylation interventions and that this mechanism of regulation is conserved among species. Therefore, the present work provides the basis to open the search for novel pharmacological tools able to specifically improve SERCA2 activity in diseases where its expression and/or function is impaired, such as diabetic cardiomyopathy.

Modulação da diferenciação neural de células troco embrionárias por transientes de cálcio intracelulares: papéis dos receptores purinérgicos e de canais de cálcio voltagem-dependentes

Receptores purinérgicos e canais de cálcio voltagem-dependentes estão envolvidos em diversos processos biológicos como na gastrulação, durante o desenvolvimento embrionário, e na diferenciação neural. Quando ativados, canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores purinérgicos do tipo P2, ativados por nucleotídeos, desencadeiam transientes de cálcio intracelulares controlando diversos processos biológicos. Neste trabalho, nós estudamos a participação de canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores do tipo P2 na geração de transientes de cálcio espontâneos e sua regulação na expressão de fatores de transcrição relacionados com a neurogênese utilizando como modelo células tronco (CTE) induzidas à diferenciação em células tronco neurais (NSC) com ácido retinóico. Descrevemos que CTE indiferenciadas podem ter a proliferação acelerada pela ativação de receptores P2X7, enquanto que a expressão e a atividade desse receptor precisam ser inibidas para o progresso da diferenciação em neuroblasto. Além disso, ao longo da diferenciação neural, por análise em tempo real dos níveis de cálcio intracelular livre identificamos 3 padrões de oscilações espontâneas de cálcio (onda, pico e unique), e mostramos que ondas e picos tiveram a frequência e amplitude aumentadas conforme o andamento da diferenciação. Células tratadas com o inibidor do receptor de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3R), Xestospongin C, apresentaram picos mas não ondas, indicando que ondas dependem exclusivamente de cálcio oriundo do retículo endoplasmático pela ativação de IP3R. NSC de telencéfalo de embrião de camundongos transgênicos ou pré-diferenciadas de CTE tratadas com Bz-ATP, o agonista do receptor P2X7, e com 2SUTP, agonista de P2Y2 e P2Y4, aumentaram a frequência e a amplitude das oscilações espontâneas de cálcio do tipo pico. Dados, obtidos por microscopia de luminescência, da expressão em tempo real de gene repórter luciferase fusionado à Mash1 e Ngn2 revelou que a ativação dos receptores P2Y2/P2Y4 aumentou a expressão estável de Mash1 enquanto que ativação do receptor P2X7 levou ao aumento de Ngn2. Além disso, células na presença do quelante de cálcio extracelular (EGTA) ou do depletor dos estoques intracelulares de cálcio do retículo endoplasmático (thapsigargin) apresentaram redução na expressão de Mash1 e Ngn2, indicando que ambos são regulados pela sinalização de cálcio. A investigação dos canais de cálcio voltagem-dependentes demonstrou que o influxo de cálcio gerado por despolarização da membrana de NSC diferenciadas de CTE é decorrente da ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L. Além disso, esse influxo pode controlar o destino celular por estabilizar expressão de Mash1 e induzir a diferenciação neuronal por fosforilação e translocação do fator de transcrição CREB. Esses dados sugerem que os receptores P2X7, P2Y2, P2Y4 e canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L podem modular as oscilações espontâneas de cálcio durante a diferenciação neural e consequentemente alteram o padrão de expressão de Mash1 e Ngn2 favorecendo a decisão do destino celular neuronal.

PCRELAP5 - Programa de cálculo para os dados de entrada do código RELAP5

Após os acidentes nucleares ocorridos no mundo, critérios e requisitos extremamente rígidos para a operação das instalações nucleares foram determinados pelos órgãos internacionais que regulam essas instalações. A partir da ocorrência destes eventos, as operadoras de plantas nucleares necessitam simular alguns acidentes e transientes, por meio de programas computacionais específicos, para obter a licença de operação de uma planta nuclear. Com base neste cenário, algumas ferramentas computacionais sofisticadas têm sido utilizadas como o Reactor Excursion and Leak Analysis Program (RELAP5), que é o código mais utilizado para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos em reatores nucleares no Brasil e no mundo. Uma das maiores dificuldades na simulação usando o código RELAP5 é a quantidade de informações geométricas da planta necessárias para a análise de acidentes e transientes termo-hidráulicos. Para a preparação de seus dados de entrada é necessário um grande número de operações matemáticas para calcular a geometria dos componentes. Assim, a fim de realizar estes cálculos e preparar dados de entrada para o RELAP5, um pré-processador matemático amigável foi desenvolvido, neste trabalho. O Visual Basic for Applications (VBA), combinado com o Microsoft Excel, foi utilizado e demonstrou ser um instrumento eficiente para executar uma série de tarefas no desenvolvimento desse pré-processador. A fim de atender as necessidades dos usuários do RELAP5, foi desenvolvido o Programa de Cálculo do RELAP5 PCRELAP5 onde foram codificados todos os componentes que constituem o código, neste caso, todos os cartões de entrada inclusive os opcionais de cada um deles foram programados. Adicionalmente, uma versão em inglês foi criada para PCRELAP5. Também um design amigável do PCRELAP5 foi desenvolvido com a finalidade de minimizar o tempo de preparação dos dados de entrada e diminuir os erros cometidos pelos usuários do código RELAP5. Nesse trabalho, a versão final desse pré-processador foi aplicada com sucesso para o Sistema de Injeção de Emergência (SIE) da usina Angra 2.

Caracterização da estrutura turbulenta em escoamentos aerados em canal de forte declividade com auxílio de técnicas de velocimetria a laser

Este trabalho é continuação da linha de pesquisa em escoamentos de alta velocidade, aerados, conduzida no departamento de Hidráulica e Saneamento da EESC/USP. O trabalho tem cunho experimental visando elucidar aspectos de enlaçamento de ar pela água, como resultado das flutuações turbulentas do escoamento do líquido. Medidas de vazão de ar e água, perfis de velocidade do escoamento líquido, perfis de concentração de ar no escoamento bifásico, perfis de intensidade turbulenta, comprimentos de jatos no salto sobre o aerador, foram efetuados com o fito de testar modelos que quantificam o enlaçamento de ar. Propostas básicas de quantificação de vazões de ar são apresentadas, fundamentadas em propostas da literatura, que mostram coerência entre vazões medidas diretamente e vazões estimadas. A metodologia desenvolvida no presente estudo permite obter adequadamente as grandezas relevantes para escoamentos aerados de alta velocidade. Quanto aos resultados obtidos, quando confrontados com os da literatura, indicam que há maiores incertezas para as propostas que envolvem principalmente as intensidades turbulentas.

Abordagem experimental para avaliação de manobras de navios em modelos físicos de espaços náuticos.

Em um mercado de comércio internacional cada vez mais competitivo existe a necessidade de a infraestrutura do sistema portuário brasileiro modernizar-se, tornando-se mais eficiente do ponto de vista operacional e com capacidade para receber navios de maior porte. Neste cenário, as técnicas de projeto de espaços náuticos precisam ser revistas, utilizando-se de ferramentas mais sofisticadas que permitam otimizar os dimensionamentos sem deixar de lado as questões da eficiência e, principalmente, da segurança operacional. O presente trabalho apresenta uma abordagem experimental para análise do projeto das dimensões de canais de acesso e bacias portuárias, fundamentada no desenvolvimento de um simulador de manobras de navios em modelo físico de escala reduzida, denominado Simulador Analógico de Manobras SIAMA 2014. Além disso, é proposto um sistema completo para avaliação das condições de manobrabilidade de espaços náuticos portuários, desde a calibração da ferramenta de simulação, até a verificação de cenários complexos e situações de emergência. O SIAMA 2014 e o sistema desenvolvido foram aplicados em um estudo de caso, que contou com a participação de práticos e autoridades portuárias na realização de simulações de manobras para verificação das condições de atracação no novo berço do Terminal Portuário Marítimo de Ponta da Madeira, em São Luís do Maranhão. Os resultados deste estudo foram apresentados e discutidos, de forma a mostrar a importância da utilização de modelos físicos reduzidos na simulação de manobra de navios.

Aplicação de mapas auto-organizáveis na classificação de padrões de escoamento bifásico

O escoamento bifásico de gás-líquido é encontrado em muitos circuitos fechados que utilizam circulação natural para fins de resfriamento. O fenômeno da circulação natural é importante nos recentes projetos de centrais nucleares para a remoção de calor. O circuito de circulação natural (Circuito de Circulação Natural - CCN), instalado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN / CNEN, é um circuito experimento concebido para fornecer dados termo-hidráulicos relacionados com escoamento monofásico ou bifásico em condições de circulação natural. A estimativa de transferência de calor tem sido melhorada com base em modelos que requerem uma previsão precisa de transições de padrão de escoamento. Este trabalho apresenta testes experimentais desenvolvidos no CCN para a visualização dos fenômenos de instabilidade em ciclos de circulação natural básica e classificar os padrões de escoamento bifásico associados aos transientes e instabilidades estáticas de escoamento. As imagens são comparadas e agrupadas utilizando mapas auto-organizáveis de Kohonen (SOM), aplicados em diferentes características da imagem digital. Coeficientes da Transformada Discreta de Cossenos de Quadro Completo (FFDCT) foram utilizados como entrada para a tarefa de classificação, levando a bons resultados. Os protótipos de FFDCT obtidos podem ser associados a cada padrão de escoamento possibilitando uma melhor compreensão da instabilidade observada. Uma metodologia sistemática foi utilizada para verificar a robustez do método.

Reconciliação de dados de uma malha de gasodutos.

O trabalho aborda a aplicação da técnica de reconciliação de dados para o balanço da movimentação de gás natural em uma malha de escoamento de gás não processado, elaborando também um método de cálculo rápido de inventário de um duto. Foram aplicadas, separadamente, a reconciliação volumétrica à condição padrão de medição e a reconciliação mássica, bem como realizadas comparações dos resultados em relação ao balanço original e verificação do balanço resultante de energia em termos de poder calorífico superior. Dois conjuntos de pesos foram aplicados, um arbitrado de acordo com o conhecimento prévio da qualidade do sistema de medição de cada um dos pontos, outro baseado no inverso da variância dos volumes diários apurados no período. Ambos apresentaram bons resultados e o segundo foi considerado o mais apropriado. Por meio de uma abordagem termodinâmica, foi avaliado o potencial impacto, ao balanço, da condensação de parte da fase gás ao longo do escoamento e a injeção de um condensado de gás natural não estabilizado por uma das fontes. Ambos tendem a impactar o balanço, sendo o resultado esperado um menor volume, massa e energia de fase gás na saída. Outros fatores de considerável impacto na qualidade dos dados e no resultado final da reconciliação são a qualidade da medição de saída do sistema e a representatividade da composição do gás neste ponto. O inventário é calculado a partir de uma regressão que se baseia em um regime permanente de escoamento, o que pode apresentar maior desvio quando fortes transientes estão ocorrendo no último dia do mês, porém a variação de inventário ao longo do mês possui baixo impacto no balanço. Concluiu-se que a reconciliação volumétrica é a mais apropriada para este sistema, pois os dados reconciliados levam os balanços mássicos e de energia em termos de poder calorífico, ambos na fase gás, para dentro do perfil esperado de comportamento. Embora um balanço volumétrico nulo apenas da fase gás não seja por si só o comportamento esperado quando se considera os efeitos descritos, para desenvolver um balanço mais robusto é necessário considerar as frações líquidas presentes no sistema, agregando maior dificuldade na aquisição e qualidade dos dados.

SeismicWaveTool: Continuous and discrete wavelet analysis and filtering for multichannel seismic data

A MATLAB-based computer code has been developed for the simultaneous wavelet analysis and filtering of multichannel seismic data. The considered time–frequency transforms include the continuous wavelet transform, the discrete wavelet transform and the discrete wavelet packet transform. The developed approaches provide a fast and precise time–frequency examination of the seismograms at different frequency bands. Moreover, filtering methods for noise, transients or even baseline removal, are implemented. The primary motivation is to support seismologists with a user-friendly and fast program for the wavelet analysis, providing practical and understandable results.

Astrophysical parameters and orbital solution of the peculiar X-ray transient IGR J00370+6122

Context. BD + 60° 73 is the optical counterpart of the X-ray source IGR J00370+6122, a probable accretion-powered X-ray pulsar. The X-ray light curve of this binary system shows clear periodicity at 15.7 d, which has been interpreted as repeated outbursts around the periastron of an eccentric orbit. Aims. We aim to characterise the binary system IGR J00370+6122 by deriving its orbital and physical parameters. Methods. We obtained high-resolution spectra of BD + 60° 73 at different epochs. We used the fastwind code to generate a stellar atmosphere model to fit the observed spectrum and obtain physical magnitudes. The synthetic spectrum was used as a template for cross-correlation with the observed spectra to measure radial velocities. The radial velocity curve provided an orbital solution for the system. We also analysed the RXTE/ASM and Swift/BAT light curves to confirm the stability of the periodicity. Results. BD + 60° 73 is a BN0.7 Ib low-luminosity supergiant located at a distance ~3.1 kpc, in the Cas OB4 association. We derive Teff = 24 000 K and log gc = 3.0, and chemical abundances consistent with a moderately high level of evolution. The spectroscopic and evolutionary masses are consistent at the 1-σ level with a mass M∗ ≈ 15 M⊙. The recurrence time of the X-ray flares is the orbital period of the system. The neutron star is in a high-eccentricity (e = 0.56 ± 0.07) orbit, and the X-ray emission is strongly peaked around orbital phase φ = 0.2, though the observations are consistent with some level of X-ray activity happening at all orbital phases. Conclusions. The X-ray behaviour of IGR J00370+6122 is reminiscent of “intermediate” supergiant X-ray transients, though its peak luminosity is rather low. The orbit is somewhat wider than those of classical persistent supergiant X-ray binaries, which when combined with the low luminosity of the mass donor, explains the low X-ray luminosity. IGR J00370+6122 will very likely evolve towards a persistent supergiant system, highlighting the evolutionary connection between different classes of wind-accreting X-ray sources.

Desigualdades en salud en poblaciones inmigradas a España. Una revisión de la literatura

Antecedentes/Objetivos: Tras el crecimiento de la inmigración extranjera de la pasada década, este estudio tiene como objetivo analizar la evidencia científica generada en los últimos quince años sobre la salud de la población inmigrante en España que aborda la influencia de determinantes sociales y/o las desigualdades en comparación con la población española. Métodos: Se realizó un estudio de revisión mediante la metodología de scoping review y se efectúo una búsqueda de la literatura científica publicada desde 1998 hasta 2013 en España. Se consultaron las bases de datos de medline y medes. Se combinaron 3 filtros temáticos: a) desigualdades sociales: se utilizó el propuesto por Borrell y Malmusi (Informe SESPAS 2010); b) inmigración: términos MeSH Emigrants and Immigrants, Emigration and Immigration, Transients and Migrants, Ethnic Groups; c) España: se utilizó el desarrollado por Valderas et al. (Rev Esp Cardiol 2006). Se seleccionaron estudios sobre desigualdades sociales en salud con población inmigrante procedente de países tales como Latinoamérica, África, Asia o Europa del Este. Resultados: Se seleccionaron 27 artículos. La mayoría fueron publicados en los años 2009 y 2010 (n = 17). Doce utilizaron encuestas poblacionales de salud de ámbito nacional (n = 6) y autonómicas (n = 6). Un total de 23 se centraron en población adulta mayor de 15 años. Los indicadores más frecuentemente analizados fueron el estado de salud percibido (n = 9) y la salud mental (n = 7). La población inmigrante está expuesta a determinantes sociales más desfavorables que la autóctona (clase social, renta, condiciones de empleo y trabajo, apoyo social, discriminación). A pesar de una menor prevalencia de enfermedades crónicas, parece presentar mayores problemas de salud mental y peor percepción de salud, sobretodo en mujeres y a mayor tiempo de estancia. También se reportan menores prevalencias de tabaquismo y consumo de alcohol, uso de fármacos y menor mortalidad, así como mayor sedentarismo y obesidad, sobre todo en mujeres, y violencia del compañero íntimo. Conclusiones: Los estudios exploran un amplio abanico de indicadores de salud en población adulta e infantil. A pesar de su recién llegada, las peores condiciones de vida se traducen en desigualdades sociales en la salud que afectan a la población inmigrante. Se detectan algunas lagunas de conocimiento y aspectos metodológicos a mejorar. Se hace necesario analizar la evolución de estas desigualdades en el nuevo contexto económico y considerando el previsible deterioro del efecto inmigrante sano.

Características generales de los artículos originales incluidos en las revisiones bibliográficas sobre salud e inmigración en España

Fundamentos: La realidad socio-demográfica configurada en España a partir de la incorporación de la población inmigrante requiere analizar las necesidades y prioridades generadas por esta situación en todos los ámbitos, incluido el de la investigación en salud. El objetivo del presente estudio es conocer las características generales de los artículos incluidos en una revisión bibliográfica sobre este tema y realizada en el marco del Subprograma de Salud e Inmigración del CIBERESP. Métodos: Revisión bibliográfica de los artículos originales publicados en español o inglés en el periodo 1998-2012. Se seleccionaron artículos realizados en España y que cumplieran la definición de inmigrante de la Organización Internacional de Migraciones. La búsqueda bibliográfica se realizó en Medline y MEDES. Se analizó la distribución temporal de la producción y las características generales de los artículos mediante frecuencias absolutas y relativas. Resultados: En la búsqueda inicial se identificaron 2.625 artículos (2.434 Medline y 191 Medes-MEDicina), finalmente se incluyeron los 311 que cumplían criterios de inclusión. La mayoría eran estudios epidemiológicos de diseño transversal realizados con datos primarios. En el 69% se comparó a la población inmigrante con la autóctona. En 217, (70%) la temática principal fue la relacionada con enfermedades transmisibles. En 256 (82%) el periodo producción fue entre 2004 y 2011. En 220 (71%) el país de origen fue la forma más común de clasificación de la población inmigrante. Conclusiones: Las enfermedades transmisibles fueron el principal objeto de investigación de los estudios desarrollados en España sobre salud de la población inmigrante. La mayoría de estudios incluyen a la población autóctona como grupo de comparación.

Condiciones de trabajo y salud de los trabajadores inmigrantes en España. Revisión bibliográfica

Fundamentos: La relación entre inmigración, trabajo y salud constituye uno de los retos más importantes en salud laboral y más concretamente en España por el importante incremento de proporción inmigrante acontecido en el mercado laboral. El objetivo de esta investigación es conocer la relación entre las condiciones de trabajo y sus efectos en la salud de trabajadores inmigrantes en España. Métodos: Revisión bibliográfica de artículos científicos originales en español e inglés Medline y Medes (1998-2012). Se revisaron los textos completos de los artículos incluidos. Resultados: Se incluyeron 20 estudios, 13 con metodología de investigación cuantitativa y 7 cualitativa. Los temas tratados abordaban problemas específicos de salud relacionados con el trabajo (principalmente lesiones por accidente de trabajo), incapacidad laboral y diferencias en condiciones de trabajo y empleo. Los hallazgos de los estudios mostraron mayor incidencia de lesiones por accidentes de trabajo, menores tasas de incapacidad laboral, mayor prevalencia de presentismo laboral, exposición a factores psicosociales y precariedad laboral en la población inmigrante. Conclusiones: A pesar de la singularidad del proceso demográfico migratorio, los problemas de salud y determinantes identificados no difieren de los referenciados en otros países, en otros contextos y en otros momentos.

An XMM-Newton view of FeKα in high-mass X-ray binaries

We present a comprehensive analysis of the whole sample of available XMM-Newton observations of high-mass X-ray binaries (HMXBs) until August 2013, focusing on the FeKα emission line. This line is key to better understanding the physical properties of the material surrounding the X-ray source within a few stellar radii (the circumstellar medium). We collected observations from 46 HMXBs and detected FeKα in 21 of them. We used the standard classification of HMXBs to divide the sample into different groups. We find that (1) different classes of HMXBs display different qualitative behaviours in the FeKα spectral region. This is visible especially in SGXBs (showing ubiquitous Fe fluorescence but not recombination Fe lines) and in γ Cass analogues (showing both fluorescent and recombination Fe lines). (2) FeKα is centred at a mean value of 6.42 keV. Considering the instrumental and fits uncertainties, this value is compatible with ionization states that are lower than Fe xviii. (3) The flux of the continuum is well correlated with the flux of the line, as expected. Eclipse observations show that the Fe fluorescence emission comes from an extended region surrounding the X-ray source. (4) We observe an inverse correlation between the X-ray luminosity and the equivalent width of FeKα (EW). This phenomenon is known as the X-ray Baldwin effect. (5) FeKα is narrow (σline< 0.15 keV), reflecting that the reprocessing material does not move at high speeds. We attempt to explain the broadness of the line in terms of three possible broadening phenomena: line blending, Compton scattering, and Doppler shifts (with velocities of the reprocessing material V ~ 1000 km s-1). (6) The equivalent hydrogen column (NH) directly correlates to the EW of FeKα, displaying clear similarities to numerical simulations. It highlights the strong link between the absorbing and the fluorescent matter. (7) The observed NH in supergiant X-ray binaries (SGXBs) is in general higher than in supergiant fast X-ray transients (SFXTs). We suggest two possible explanations: different orbital configurations or a different interaction compact object – wind. (8) Finally, we analysed the sources IGR J16320-4751 and 4U 1700-37 in more detail, covering several orbital phases. The observed variation in NH between phases is compatible with the absorption produced by the wind of their optical companions. The results clearly point to a very important contribution of the donor’s wind in the FeKα emission and the absorption when the donor is a supergiant massive star.

Study of the interface Pt(111)/ [Emmim][NTf2] using laser-induced temperature jump experiments

The interface between a Pt(111) electrode and a room temperature ionic liquid, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, was investigated with the laser-induced temperature jump method. In this technique, the temperature of the interface is suddenly increased by applying short laser pulses. The change of the electrode potential caused by the thermal perturbation is measured under coulostatic conditions during the subsequent temperature relaxation. This change is mainly related to the reorganization of the solvent components near the electrode surface. The sign of the potential transient depends on the potential of the experiment. At high potential values, positive transients indicate a higher density of anions than cations close the surface, contributing negatively to the potential of the electrode. Decreasing the applied potential to sufficiently low values, the transient becomes negative, meaning that the density of cations becomes then higher at the surface of the electrode. The potential dependence of the interfacial response shows a marked hysteresis depending on the direction in which the applied potential is changed.

Measuring the stellar wind parameters in IGR J17544-2619 and Vela X-1 constrains the accretion physics in supergiant fast X-ray transient and classical supergiant X-ray binaries

Context. Classical supergiant X-ray binaries (SGXBs) and supergiant fast X-ray transients (SFXTs) are two types of high-mass X-ray binaries (HMXBs) that present similar donors but, at the same time, show very different behavior in the X-rays. The reason for this dichotomy of wind-fed HMXBs is still a matter of debate. Among the several explanations that have been proposed, some of them invoke specific stellar wind properties of the donor stars. Only dedicated empiric analysis of the donors’ stellar wind can provide the required information to accomplish an adequate test of these theories. However, such analyses are scarce. Aims. To close this gap, we perform a comparative analysis of the optical companion in two important systems: IGR J17544-2619 (SFXT) and Vela X-1 (SGXB). We analyze the spectra of each star in detail and derive their stellar and wind properties. As a next step, we compare the wind parameters, giving us an excellent chance of recognizing key differences between donor winds in SFXTs and SGXBs. Methods. We use archival infrared, optical and ultraviolet observations, and analyze them with the non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) Potsdam Wolf-Rayet model atmosphere code. We derive the physical properties of the stars and their stellar winds, accounting for the influence of X-rays on the stellar winds. Results. We find that the stellar parameters derived from the analysis generally agree well with the spectral types of the two donors: O9I (IGR J17544-2619) and B0.5Iae (Vela X-1). The distance to the sources have been revised and also agree well with the estimations already available in the literature. In IGR J17544-2619 we are able to narrow the uncertainty to d = 3.0 ± 0.2 kpc. From the stellar radius of the donor and its X-ray behavior, the eccentricity of IGR J17544-2619 is constrained to e< 0.25. The derived chemical abundances point to certain mixing during the lifetime of the donors. An important difference between the stellar winds of the two stars is their terminal velocities (ν∞ = 1500 km s-1 in IGR J17544-2619 and ν∞ = 700 km s-1 in Vela X-1), which have important consequences on the X-ray luminosity of these sources. Conclusions. The donors of IGR J17544-2619 and Vela X-1 have similar spectral types as well as similar parameters that physically characterize them and their spectra. In addition, the orbital parameters of the systems are similar too, with a nearly circular orbit and short orbital period. However, they show moderate differences in their stellar wind velocity and the spin period of their neutron star which has a strong impact on the X-ray luminosity of the sources. This specific combination of wind speed and pulsar spin favors an accretion regime with a persistently high luminosity in Vela X-1, while it favors an inhibiting accretion mechanism in IGR J17544-2619. Our study demonstrates that the relative wind velocity is critical in class determination for the HMXBs hosting a supergiant donor, given that it may shift the accretion mechanism from direct accretion to propeller regimes when combined with other parameters.