Functional significance of adenosine in carotid body chemosensory activity in control and chronically hypoxic animals

ABSTRACT: Carotid bodies (CB) are peripheral chemoreceptor organs sensing changes in arterial blood O2, CO2 and pH levels. Hypoxia and acidosis or hypercapnia activates CB chemoreceptor cells, which respond by releasing neurotransmitters in order to increase the action potential frequency in their sensory nerve, the carotid sinus nerve (CSN). CSN activity is integrated in the brainstem to induce a fan of cardiorespiratory reflex responses, aimed at normalising the altered blood gases. Exogenously applied adenosine (Ado) increases CSN chemosensory activity inducing hyperventilation through activation of A2 receptors. The importance of the effects of adenosine in chemoreception was reinforced by data obtained in humans, in which the intravenous infusion of Ado causes hyperventilation and dyspnoea, an effect that has been attributed to the activation of CB because Ado does not cross blood-brain barrier and because the ventilatory effects are higher the closer to the CB it is injected. The present work was performed in order to establish the functional significance of adenosine in chemoreception at the carotid body in control and chronically hypoxic rats. To achieve this objective we investigated: 1) The release of adenosine from a rat carotid body in vitro preparation in response to moderate hypoxia and the specificity of this release. We also investigated the metabolic pathways of adenosine production and release in the organ in normoxia and hypoxia; 2) The modulation of adenosine/ATP release from rat carotid body chemoreceptor cells by nicotinic ACh receptors; 3) The effects of caffeine on peripheral control of breathing and the identity of the adenosine receptors involved in adenosine and caffeine effects on carotid body chemoreceptors; 4) The interactions between dopamine D2 receptors and adenosine A2B receptors that modulate the release of catecholamines (CA) from the rat carotid body; 5) The effect of chronic caffeine intake i.e. the continuous blockage of adenosine receptors thereby simulating a caffeine dependence, on the carotid body function in control and chronically hypoxic rats. The methodologies used in this work included: molecular biology techniques (e.g. immunocytochemistry and western-blot), biochemical techniques (e.g. neurotransmitter quantification by HPLC, bioluminescence and radioisotopic methods), electrophysiological techniques (e.g. action potential recordings) and ventilatory recordings using whole-body plethysmography. It was observed that: 1) CB chemoreceptor sensitivity to hypoxia could be related to its low threshold for the release of adenosine because moderate acute hypoxia (10% O2) increased adenosine concentrations released from the CB by 44% but was not a strong enough stimulus to evoke adenosine release from superior cervical ganglia and arterial tissue; 2) Acetylcholine (ACh) modulates the release of adenosine/5’-adenosine triphosphate (ATP) from CB in moderate hypoxia through the activation of nicotinic receptors with α4 and ß2 receptor subunits, suggesting that the excitatory role of ACh in chemosensory activity includes indirect activation of purinergic receptors by adenosine and ATP, which strongly supports the hypothesis that ATP/adenosine are important mediators in chemotransduction; 3) adenosine increases the release of CA from rat CB chemoreceptor cells via A2B receptors; 4) the inhibitory effects of caffeine on CB chemoreceptors are mediated by antagonism of postsynaptic A2A and presynaptic A2B adenosine receptors indicating that chemosensory activity elicited by hypoxia is controlled by adenosine; 5) The release of CA from rat CB chemoreceptor cells is modulated by adenosine through an antagonistic interaction between A2B and D2 receptors, for the first time herein described; 6) chronic caffeine treatment did not significantly alter the basal function of CB in normoxic rats assessed as the dynamics of their neurotransmitters, dopamine, ATP and adenosine, and the CSN chemosensory activity. In contrast, the responses to hypoxia in these animals were facilitated by chronic caffeine intake because it increased the ventilatory response, slightly increased CSN chemosensory activity and increased dopamine (DA) and ATP release; 7) In comparison with normoxic rats, chronically hypoxic rats exhibited an increase in several parameters: ventilatory hypoxic response; basal and hypoxic CSN activity; tyrosine hydroxylase expression, CA content, synthesis and release; basal and hypoxic adenosine release; and in contrast a normal basal release and diminished hypoxia-induced ATP release; 8) Finally, in contrast to chronically hypoxic rats, chronic caffeine treatment did not alter the basal CSN chemosensory activity. Nevertheless, the responses to mild and intense hypoxia, and hypercapnia, were diminished. This inhibitory effect of chronic caffeine in CB output is compensated by central mechanisms, as the minute ventilation parameter in basal conditions and in response to acute hypoxic challenges remained unaltered in rats exposed to chronic hypoxia. We can conclude that adenosine both in acute and chronically hypoxic conditions have an excitatory role in the CB chemosensory activity, acting directly on adenosine A2A receptors present postsynaptically in CSN, and acting presynaptically via A2B receptors controlling the release of dopamine in chemoreceptor cells. We suggest that A2B -D2 adenosine / dopamine interactions at the CB could explain the increase in CA metabolism caused by chronic ingestion of caffeine during chronic hypoxia. It was also concluded that adenosine facilitates CB sensitisation to chronic hypoxia although this effect is further compensated at the central nervous system.-------- RESUMO: Os corpos carotídeos (CB) são pequenos orgãos emparelhados localizados na bifurcação da artéria carótida comum. Estes órgãos são sensíveis a variações na PaO2, PaCO2, pH e temperatura sendo responsáveis pela hiperventilação que ocorre em resposta à hipóxia, contribuindo também para a hiperventilação que acompanha a acidose metabólica e respiratória. As células quimiorreceptoras (tipo I ou glómicas) do corpo carotídeo respondem às variações de gases arteriais libertando neurotransmissores que activam as terminações sensitivas do nervo do seio carotídeo (CSN) conduzindo a informação ao centro respiratório central. Está ainda por esclarecer qual o neurotransmissor (ou os neurotransmissores) responsável pela sinalização hipóxica no corpo carotídeo. A adenosina é um neurotransmissor excitatório no CB que aumenta a actividade eléctrica do CSN induzindo a hiperventilação através da activação de receptores A2. A importância destes efeitos da adenosina na quimiorrecepção, descritos em ratos e gatos, foi reforçada por resultados obtidos em voluntários saudáveis onde a infusão intravenosa de adenosina em induz hiperventilação e dispneia, efeito atribuído a uma activação do CB uma vez que a adenosina não atravessa a barreira hemato-encefálica e o efeito é quanto maior quanto mais perto do CB for a administração de adenosina. O presente trabalho foi realizado com o objectivo de esclarecer qual o significado funcional da adenosina na quimiorrecepção no CB em animais controlo e em animais submetidos a hipoxia crónica mantida. Para alcançar este objectivo investigou-se: 1) o efeito da hipóxia moderada sobre a libertação de adenosina numa preparação in vitro de CB e a especificidade desta mesma libertação comparativamente com outros tecidos não quimiossensitivos, assim como as vias metabólicas de produção e libertação de adenosina no CB em normoxia e hipóxia; 2) a modulação da libertação de adenosina/ATP das células quimiorreceptoras do CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) os efeitos da cafeína no controlo periférico da ventilação e a identidade dos receptores de adenosina envolvidos nos efeitos da adenosina e da cafeína nos quimiorreceptores do CB; 4) as interacções entre os receptores D2 de dopamina e os receptores A2B de adenosina que modulam a libertação de catecolaminas (CA) no CB de rato e; 5) o efeito da ingestão crónica de cafeína, isto é, o contínuo bloqueio e dos receptores de adenosina, simulando assim o consumo crónico da cafeína, tal como ocorre na população humana mundial e principalmente no ocidente, na função do corpo carotídeo em ratos controlo e em ratos submetidos a hipoxia crónica. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas de biologia molecular como imunocitoquímica e western-blot; técnicas bioquímicas, tais como a quantificação de neurotransmissores por HPLC, bioluminescência e métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como o registro de potenciais eléctricos do nervo do seio carotídeo in vitro; e registros ventilatórios in vivo em animais não anestesiados e em livre movimento (pletismografia). Observou-se que: 1) a especificidade dos quimiorreceptores do CB como sensores de O2 está correlacionada com o baixo limiar de libertação de adenosina em resposta à hipóxia dado que a libertação de adenosina do CB aumenta 44% em resposta a uma hipóxia moderada (10% O2), que no entanto não é um estímulo suficientemente intenso para evocar a libertação de adenosina do gânglio cervical superior ou do tecido arterial. Observou-se também que aproximadamente 40% da adenosina libertada pelo CB provém do catabolismo extracelular do ATP quer em normóxia quer em hipóxia moderada, sendo que PO2 reduzidas induzem a libertação de adenosina via activação do sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) a ACh modula a libertação de adenosina /ATP do CB em resposta à hipoxia moderada sugerindo que o papel excitatório da ACh na actividade quimiossensora inclui a activação indirecta de receptores purinérgicos pela adenosina e ATP, indicando que a adenosina e o ATP poderiam actuar como mediadores importantes no processo de quimiotransducção uma vez que: a) a activação dos receptores nicotínicos de ACh no CB em normóxia estimula a libertação de adenosina (max 36%) provindo aparentemente da degradação extracelular do ATP. b) a caracterização farmacológica dos receptores nicotínicos de ACh envolvidos na estimulação da libertação de adenosina do CB revelou que os receptores nicotínicos de ACh envolvidos são constituídos por subunidades α4ß2. 3) a adenosina modula a libertação de catecolaminas das células quimiorreceptoras do CB através de receptores de adenosina A2B dado que: a)a cafeína, um antagonista não selectivo dos receptores de adenosina, inibiu a libertação de CA quer em normóxia quer em resposta a estímulos de baixa intensidade sendo ineficaz na libertação induzida por estímulos de intensidade superior; b) o DPCPX e do MRS1754 mimetizaram os efeitos da cafeína no CB sendo o SCH58621 incapaz de induzir a libertação de CA indicando que os efeitos da cafeína seriam mediados por receptores A2B de adenosina cuja presença nas células quimiorreceptoras do CB demonstramos por imunocitoquímica. 4) a aplicação aguda de cafeína inibiu em 52% a actividade quimiossensora do CSN induzida pela hipóxia sendo este efeito mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos e A2B pré-sinápticos indicando que a actividade quimiossensora induzida pela hipóxia é controlada pela adenosina. 5) existe uma interacção entre os receptores A2B e D2 que controla a libertação de CA do corpo carotídeo de rato uma vez que: a) os antagonistas dos receptores D2, domperidona e haloperidol, aumentaram a libertação basal e evocada de CA das células quimiorreceptoras confirmando a presença de autorreceptores D2 no CB de rato que controlam a libertação de CA através de um mecanismo de feed-back negativo. b) o sulpiride, um antagonista dos receptores D2, aumentou a libertação de CA das células quimiorreceptoras revertendo o efeito inibitório da cafeína sobre esta mesma libertação; c) a propilnorapomorfina, um agonista D2 inibiu a libertação basal e evocada de CA sendo este efeito revertido pela NECA, um agonista dos receptores A2B. O facto de a NECA potenciar o efeito do haloperidol na libertação de CA sugere que a interacção entre os receptores D2 e A2B poderia também ocorrer ao nível de segundos mensageiros, como o cAMP. 6) a ingestão crónica de cafeína em ratos controlo (normóxicos) não alterou significativamente a função basal do CB medida como a dinâmica dos seus neurotransmissores, dopamina, ATP e adenosina e como actividade quimiossensora do CSN. Contrariamente aos efeitos basais, a ingestão crónica de cafeína facilitou a resposta à hipóxia, dado que aumentou o efeito no volume minuto respiratórioapresentando-se também uma clara tendência para aumentar a actividade quimiossensora do CSN e aumentar a libertação de ATP e dopamina.7) após um período de 15 dias de hipóxia crónica era evidente o fenómeno de aclimatização dado que as respostas ventilatórias à hipóxia se encontram aumentadas, assim como a actividade quimiossensora do CSN basal e induzida pela hipóxia. As alterações observadas no metabolismo da dopamina, assim como na libertação basal de dopamina e de adenosina poderiam contribuir para a aclimatização durante a hipoxia crónica. A libertação aumentada de adenosina em resposta à hipóxia aguda em ratos hipóxicos crónicos sugere um papel da adenosina na manutenção/aumento das respostas ventilatórias à hipóxia aguda durante a hipóxia crónica. Observou-se também que a libertação de ATP induzida pela hipóxia aguda se encontra diminuída em hipóxia crónica, contudo a ingestão crónica de cafeína reverteu este efeito para valores similares aos valores controlo, sugerindo que a adenosina possa modular a libertação de ATP em hipóxia crónica. 8) a ingestão crónica de cafeína em ratos hipóxicos crónicos induziu o aumento do metabolismo de CA no CB, medido como expressão de tirosina hidroxilase, conteúdo, síntese e libertação de CA. 9) a ingestão crónica de cafeína não provocou quaisquer alterações na actividade quimiossensora do CSN em ratos hipóxicos crónicos no entanto, as respostas do CSN à hipóxia aguda intensa e moderada e à hipercapnia encontram-se diminuídas. Este efeito inibitório que provém da ingestão crónica de cafeína parece ser compensado ao nível dos quimiorreceptores centrais dado que os parâmetros ventilatórios em condições basais e em resposta à hipoxia aguda não se encontram modificados em ratos expostos durante 15 dias a uma atmosfera hipóxica. Resumindo podemos assim concluir que a adenosina quer em situações de hipoxia aguda quer em condições de hipoxia crónica tem um papel excitatório na actividade quimiossensora do CB actuando directamente nos receptores A2A presentes pós-sinapticamente no CSN, assim como facilitando a libertação de dopamina pré-sinapticamente via receptores A2B presentes nas células quimiorreceptoras. A interacção negativa entre os receptores A2B e D2 observadas nas células quimiorreceptoras do CB poderia explicar o aumento do metabolismo de CA observado após a ingestão crónica de cafeína em animais hipóxicos. Conclui-se ainda que durante a aclimatização à hipóxia a acção inibitória da cafeína, em termos de resposta ventilatória, mediada pelos quimiorreceptores periféricos é compensada pelos efeitos excitatórios desta xantina ao nível do quimiorreceptores centrais.------- RESUMEN Los cuerpos carotídeos (CB) son órganos emparejados que están localizados en la bifurcación de la arteria carótida común. Estos órganos son sensibles a variaciones en la PaO2, en la PaCO2, pH y temperatura siendo responsables de la hiperventilación que ocurre en respuesta a la hipoxia, contribuyendo también a la hiperventilación que acompaña a la acidosis metabólica y respiratoria. Las células quimiorreceptoras (tipo I o glómicas) del cuerpo carotídeo responden a las variaciones de gases arteriales liberando neurotransmissores que activan las terminaciones sensitivas del nervio del seno carotídeo (CSN) llevando la información al centro respiratorio central. Todavía esta por clarificar cual el neurotransmisor (o neurotransmisores) responsable por la señalización hipóxica en el CB. La adenosina es un neurotransmisor excitatório en el CB ya que aumenta la actividad del CSN e induce la hiperventilación a través de la activación de receptores de adenosina del subtipo A2. La importancia de estos efectos de la adenosina en la quimiorrecepción, descritos en ratas y gatos, ha sido fuertemente reforzada por resultados obtenidos en voluntarios sanos en los que la infusión intravenosa de adenosina induce hiperventilación y dispnea, efectos estés que han sido atribuidos a una activación del CB ya que la adenosina no cruza la barrera hemato-encefalica y el efecto es tanto más grande cuanto más cercana del CB es la administración. Este trabajo ha sido realizado con el objetivo de investigar cual el significado funcional de la adenosina en la quimiorrecepción en el CB en animales controlo y en animales sometidos a hipoxia crónica sostenida. Para alcanzar este objetivo se ha estudiado: 1) el efecto de la hipoxia moderada en la liberación de adenosina en una preparación in vitro de CB y la especificidad de esta liberación en comparación con otros tejidos no-quimiosensitivos, así como las vías metabólicas de producción y liberación de adenosina del órgano en normoxia y hipoxia; 2) la modulación de la liberación de adenosina/ATP de las células quimiorreceptoras del CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) los efectos de la cafeína en el controlo periférico de la ventilación y la identidad de los receptores de adenosina involucrados en los efectos de la adenosina y cafeína en los quimiorreceptores del CB; 4) las interacciones entre los receptores D2 de dopamina y los receptores A2B de adenosina que modulan la liberación de catecolaminas (CA) en el CB de rata y; 5) el efecto de la ingestión crónica de cafeína, es decir, el bloqueo sostenido de los receptores de adenosina, simulando la dependencia de cafeína observada en la populación mundial del occidente, en la función del CB en ratas controlo y sometidas a hipoxia crónica sostenida. Los métodos utilizados en este trabajo incluirán: técnicas de biología molecular como imunocitoquímica y western-blot; técnicas bioquímicas, tales como la cuantificación de neurotransmissores por HPLC, bioluminescencia y métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como el registro de potenciales eléctricos del nervio do seno carotídeo in vitro; y registros ventilatórios in vivo en animales no anestesiados y en libre movimiento (pletismografia). Se observó que: 1) la sensibilidad de los quimiorreceptores de CB esta correlacionada con un bajo umbral de liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia ya que en respuesta a una hipoxia moderada (10% O2) la liberación de adenosina en el CB aumenta un 44%, sin embargo esta PaO2 no es un estimulo suficientemente fuerte para inducir la liberación de adenosina del ganglio cervical superior o del tejido arterial; se observó también que aproximadamente 40% de la adenosina liberada del CB proviene del catabolismo extracelular del ATP en normoxia y en hipoxia moderada, y que bajas PO2 inducen la liberación de adenosina vía activación del sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) la ACh modula la liberación de adenosina /ATP del CB en respuesta a la hipóxia moderada lo que sugiere que el papel excitatório de la ACh en la actividad quimiosensora incluye la activación indirecta de receptores purinérgicos por la adenosina y el ATP, indicando que la adenosina y el ATP pueden actuar como mediadores importantes en el proceso de quimiotransducción ya que: a) la activación de los receptores nicotínicos de ACh en el CB en normoxia estimula la liberación de adenosina (max 36%) que aparentemente proviene de la degradación extracelular del ATP. Se observó también que este aumento de adenosina en el CB en hipoxia ha sido antagonizado parcialmente por antagonistas de estos mismos receptores; b) la caracterización farmacológica de los receptores nicotínicos de ACh involucrados en la estimulación de la liberación de adenosina del CB ha revelado que los receptores nicotínicos de ACh involucrados son constituidos por sub-unidades α4ß2. 3) la adenosina modula la liberación de CA de las células quimiorreceptoras del CB a través de receptores de adenosina A2B ya que: a) la cafeína, un antagonista no selectivo de los receptores de adenosina, ha inhibido la liberación de CA en normoxia y en respuesta a estímulos de baja intensidad siendo ineficaz en la liberación inducida por estímulos de intensidad superior; b) el DPCPX y el MRS1754 ha mimetizado los efectos de la cafeína en el CB y el SCH58621 ha sido incapaz de inducir la liberación de CA lo que sugiere que los efectos de la cafeína son mediados por receptores A2B de adenosina que están localizados pré-sinapticamente en las células quimiorreceptoras del CB. 4) la aplicación aguda de cafeína ha inhibido en 52% la actividad quimiosensora del CSN inducida por la hipoxia siendo este efecto mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos y A2B pré-sinápticos lo que indica que la actividad quimiosensora inducida por la hipoxia es controlada por la adenosina. 5) existe una interacción entre los receptores A2B y D2 que controla la liberación de CA del CB de rata ya que: a) el sulpiride, un antagonista de los receptores D2, ha aumentado la liberación de CA de las células quimiorreceptoras revertiendo el efecto inhibitorio de la cafeína sobre esta misma liberación; b) los antagonistas de los receptores D2, domperidona y haloperidol, han aumentado la liberación basal e evocada de CA de las células quimiorreceptoras confirmando la presencia de autorreceptores D2 en el CB de rata que controlan la liberación de CA a través de un mecanismo de feed-back negativo; c) la propilnorapomorfina, un agonista D2, ha inhibido la liberación basal e evocada de CA sendo este efecto revertido por la NECA, un agonista de los receptores A2B. Ya que la NECA potencia el efecto del haloperidol en la liberación de CA la interacción entre los D2 y A2B puede también ocurrir al nivel de segundos mensajeros, como el cAMP. 6) la ingestión crónica de cafeína en ratas controlo (normóxicas) no ha cambiado significativamente la función basal del CB medida como la dinámica de sus neurotransmisores, dopamina, ATP y adenosina y como actividad quimiosensora del CSN. Al revés de lo que pasa con los efectos básales, la ingestión crónica de cafeína facilitó la respuesta a la hipóxia, ya que ha aumentado la respuesta ventilatória medida como volumen minuto presentando también una clara tendencia para aumentar la actividad quimiosensora del CSN y aumentar la liberación de ATP y dopamina. 7. Después de un período de 15 días de hipoxia crónica se puede observar el fenómeno de climatización ya que las respuestas ventilatórias a la hipoxia están aumentadas, así como la actividad quimiosensora del CSN basal e inducida por la hipoxia. Los cambios observados en el metabolismo de la dopamina, así como en la liberación basal de dopamina y de adenosina podrían contribuir para la climatización en hipoxia crónica. El aumento en la liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia aguda en ratas sometidas a hipoxia crónica sugiere un papel para la adenosina en el mantenimiento/aumento de las respuestas ventilatórias a la hipoxia aguda en hipoxia crónica sostenida. Se ha observado también que la liberación de ATP inducida por la hipoxia aguda está disminuida en hipoxia crónica y que la ingestión crónica de cafeína reverte este efecto para valores similares a los valores controlo, sugiriendo que la adenosina podría modular la liberación de ATP en hipoxia crónica. 8. la ingestión crónica de cafeína ha inducido el aumento del metabolismo de CA en el CB en ratas hipóxicas crónicas, medido como expresión de la tirosina hidroxilase, contenido, síntesis y liberación de CA. 9. la ingestión crónica de cafeína no ha inducido cambios en la actividad quimiosensora del CSN en ratas hipóxicas crónicas sin embargo las respuestas do CSN a una hipoxia intensa y moderada y a la hipercapnia están disminuidas. Este efecto inhibitorio que es debido a la ingestión crónica de cafeína es compensado al nivel de los quimiorreceptores centrales ya que los parámetros ventilatórios en condiciones básales y en respuesta a la hipoxia aguda no están modificados en ratas expuestas durante 15 días a una atmósfera hipóxica. Resumiendo se puede concluir que la adenosina en situaciones de hipoxia aguda así como en hipoxia crónica tiene un papel excitatório en la actividad quimiosensora del CB actuando directamente en los receptores A2A localizados pós-sinapticamente en el CSN, así como controlando la liberación de dopamina pré-sinaptica vía receptores A2B localizados en las células quimiorreceptoras. Las interacciones entre los receptores A2B y D2 observadas en las células quimiorreceptoras del CB podrían explicar el aumento del metabolismo de CA observado después de la ingestión crónica de cafeína en animales hipóxicos. Por fin, pero no menos importante se puede concluir que durante la climatización a la hipoxia la acción inhibitoria de la cafeína, medida como respuesta ventilatória, mediada por los quimiorreceptores periféricos es compensada por los efectos excitatórios de esta xantina al nivel de los quimiorreceptores centrales.

The alarm distress baby scale in a longitudinal Portuguese study reanalyzed with attachment data

Article first published online: 13 NOV 2013

Modificaciones sitio dirigidas en la albúmina sérica humana para mejorar su afinidad en el transporte de medicamentos

La albúmina sérica humana es una proteína globular de importancia biológica. Se destacan su capacidad para mantener la presión oncótica del plasma y como transportadora de muchos compuestos, entre ellos fármacos. Muchos de estos fármacos, antimicóticos y oncológicos son altamente hidrofóbicos y son vehiculizados en medios acuosos formando complejos con la albúmina. Esta interacción ocurre por la presencia de tres dominios hidrofóbicos presentes en el interior de su estructura proteica. Esto permite deducir que la incorporación de drogas hidrofóbicas se encuentra limitado por el número de dominios hidrofóbicos. Este proyecto plantea como objetivo el desarrollo de nuevas variantes de albúmina, que presenten dominios hidrofóbicos más extendidos para mejorar su capacidad transportadora. Se procederá en primera instancia a realizar el clonado del cADN de la albúmina en un vector de expresión. Se realizarán modificaciones puntuales e inserciones de nucleótidos en el gen de la albúmina que permitan incrementar la cantidad de secuencias hidrofóbicas presentes. Se expresarán y purificarán las diferentes variantes de albúmina. De lograrse los objetivos, se caracterizarán las propiedades biológicas y fisico-químicas de estas variantes mediante análisis farmacológicos, inmunológicos y de biocompatibilidad. En una segunda etapa podremos analizar y evaluar la posibilidad de usar algunas de estas variantes como nuevos vehículos para el transporte de diversos fármacos.

Domesticación y caracterización de Glandularia spp (Verbenaceae): un género con interés ornamental

El objetivo es dotar el mercado ornamental de una mayor variabilidad, a través de la introducción de nuevas especies, y que permite preservar el medio natural, mantenerlo y recuperar el germoplasma de nuestro entorno próximo. A través de la domesticación y caracterización del género se pretende obtener material base para futuros trabajos de mejoramiento genético. La Provincia de Córdoba cuenta con “tantas especies” de Glandularia de variados colores y porte. Es por ello que se la ha elegido para aprender a cultivarla bajo nuestras condiciones, para luego adaptarla a distintos ambientes. Se espera alcanzar amplia variabilidad genética, detectar genotipos superiores y material factible de ser mejorado. El proyecto será desarrollado en las instalaciones del campus universitario bajo condiciones de forzado (invernáculo), para captar la máxima expresión de caracteres. Los resultados del proyecto permitirán identificar y caracterizar cada una de las especies ingresadas, estudiar las necesidades y puntos críticos de cultivo, conservar in vivo germoplasma base para sucesivas etapas de mejora y elegir genotipos superiores. De esta manera se pretende contribuir al mayor crecimiento de la flora nativa cordobesa, la formación de recursos humanos, la interacción y fortalecimiento del grupo y de otros que trabajan en paralelo en distintas zonas del país.

Identidades políticas e integración social: la construcción y fragmentación del espacio político en la Argentina del siglo XX

El objetivo del proyecto es indagar la vinculación entre los procesos de constitución de identidades públicas, su papel en la generación de espacios políticos y la afinidad que estos procesos guardan con la conformación de distintas formas institucionales en la República Argentina entre 1912 y 2003. Entendemos a los espacios políticos definidos por las instituciones constitutivas de un sistema político y por las estrategias políticas que articulan y definen sus límites. El estudio se desarrollará en tres dimensiones. La primera es la del análisis estrictamente identitario que atiende a los mecanismos de homogenización y diferenciación que delimitan a las identidades políticas. La segunda dimensión, a la que llamaremos político-institucional, remite a la sedimentación de rutinas de interacción que conforman a las instituciones políticas. Finalmente, una tercera dimensión analítica toma cuerpo en la intersección de las dos anteriores: nos referimos a las formas de constitución del lazo político que fueron delimitando los marcos de integración social y los patrones de relación entre estructuras de autoridad y acción social en el largo período explorado. En este sentido nuestra hipótesis de trabajo es que el populismo implicó un proceso de homogenización del espacio político cuya fragmentación no es ajena a la progresiva estabilización de la democracia liberal. Los procesos de homogenización y fragmentación serán tratados en dos niveles: político y social

La economía política de la asignación de recursos públicos. Distribución del gasto provincial entre jurisdicciones locales en Córdoba. 1998 - 2005

Este proyecto pretende establecer las características generales de la distribución territorial del gasto discrecional por parte del Gobierno de la provincia de Córdoba desde el año 1998. La hipótesis general es que esta distribución está sometida tanto a una lógica electoral como a la influencia de las redes sociales que vinculan a los Gobiernos locales con el Gobierno provincial. Ambos factores, a su vez, están condicionados por las características de los contextos institucionales que regulan el sistema político, las diferentes áreas del gasto provincial y el acceso a las redes de interacción social. Como una de las hipótesis específicas, plantea que el carácter particularista o universalista de la distribución registra la influencia de la visibilidad del origen del gasto. De este modo, siguen un criterio universalista los gastos con un origen “visiblemente” provincial y un modo particularista los gastos cuyo origen provincial se hace opaco o poco visible. La otra hipótesis específica plantea que la distribución particularista emplea criterios de discriminación que favorecen a los municipios de mayor tamaño y a aquellos donde los resultados electorales son más reñidos, dada las características que tiene en la provincia la representación regional.

La construcción de agenda como estrategia de concertación de las políticas públicas intergubernamentales. El caso de la relación Provincia – Municipios en Córdoba (1999-2005)

El proyecto se propone analizar el proceso de construcción de agendas gubernamentales que definen tanto el contenido de la acción estatal en los distintos niveles (provincial, local y regional) como la relación entre los mismos. Para ello se analiza el caso de la Provincia de Córdoba en el período 1999-2005 poniendo énfasis en las estrategias y mecanismos utilizados en la interacción entre los actores involucrados como así también los resultados observables en términos de proyecto político concentrado. La hipótesis central del proyecto es que el resultado de las deliberaciones y negociaciones en la compleja trama de relaciones entre actores políticos provinciales genera nuevas estructuras de incentivos para la reorganización del municipalismo cordobés y aparece de esta manera como un verdadero proceso de reforma del estado, en la medida que redefine el contenido de las agendas estatales, especialmente en el nivel provincial y regional. Objetivo general: Analizar las estrategias de construcción de agenda en la política de relaciones con municipios del Gobierno de la Provincia de Córdoba (1999-2005) y sistematizar modos y mecanismos de legitimación y generación de consenso en dichas relaciones intergubernamentales. Objetivos específicos: a- Identificar los actores clave de esta relación intergubernamental y el tipo de relaciones y coaliciones que se establecen entre ellos; b- Relevar los recursos políticos, informacionales y económicos utilizados por los diferentes actores en el proceso de construcción de la agenda intergubernamental; c- Generar nueva información relativa a las propiedades estructurales de las relaciones intergubernamentales: densidad, conectividad, centralidad y alcance; d- Reconstruir los mecanismos utilizados para establecer y legitimar prioridades en la toma de decisiones provinciales con respecto a la orientación de la política municipal. La investigación se encuadra en lo que metodológicamente se domina “estudio de caso”, donde si bien se privilegia un enfoque cualitativo, no se excluye la consideración simultánea de métodos cuantitativos en la recabación y en el análisis de la información. Los resultados previstos permitirán reconocer los alcances y limitaciones que el sistema político de la provincia tiene como facilitador y promotor de un proyecto orientado a la gobernabilidad democrática y el desarrollo. La información puede nutrir los procesos de evaluación y reorientación de las políticas provinciales, regionales y locales y alimentar los procesos deliberativos en las instancias formalmente creadas para tal fin como son la Mesa Provincia-Municipios, la Mesa Provincia-Comunidades Regionales y las Comisiones Regionales, teniendo en cuenta que dichos procesos se encuentran en pleno desarrollo y plantean como eje central el rediseño institucional del estado cordobés en lo que respecta a las relaciones interestatales e inter-gubernamentales.

Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades

Estudios de los mecanismos genéticos de producción de fibra en camélidos sudamericanos y ovinos Merino

estructura del vellón y de su pigmentación, en todas las especies identificadas como importantes en las áreas desfavorecidas. Esta idea del estudio Inter. e intra específico se ve favorecida por el principio de la homología interespecífica, que es aplicable a toda la biología de las faneras de los mamíferos. Una buena parte de las hipótesis genéticas planteadas ya han sido probadas, sólo restan testear la hipótesis del blanco uniforme dominante con penetrancia incompleta en Camélidos y caprinos, el eumelánico marrón recesivo con respecto al negro, la herencia del vellón doble capa como aditiva no-mendeliana, la heredibilidad y las correlaciones genéticas significativas en características del folículo y de la fibra en Camélidos y la existencia de interacción genotipo por ambiente en el diámetro medio en Merino. En todos nuestros casos se estudiarán muestras de piel y de fibra extraídas simultáneamente de animales que tienen relación de parentesco conocido y se procesarán en el laboratorio de fibras. Los parámetros genéticos se estimarán con la metodología de máxima verosimilitud restringida (DFREML). Se analiza la factibilidad de testear la presencia de genes mayores aditivos en la determinación de la estructura del vellón en Camélidos (doble capa y lustre) utilizando los esquemas de apareamiento y análisis de segregación clásicos. La salida final de este proyecto es el diseño de programas de mejoramiento genético ajustados a las realidades ambientales y productivas de cada situación particular en donde el SUPPRAD interviene con proyectos de desarrollo.

Programa de Evaluación Genética de Bovinos de Carne

El mejoramiento genético en el contexto del mejoramiento productivo (mejoramiento animal) debe tener como objetivo más general mejorar la rentabilidad de la actividad productiva en la cual se está ejecutando. La rentabilidad en producción de carne bovina estará dada básicamente por dos grandes componentes: el ingreso (una función de la tasa reproductiva, la tasa de crecimiento y de la calidad del producto) y el gasto(una función de los requerimientos alimenticios y de los costos de las acción es de manejo en general). Así, cualquier intento de mejorar el potencial de cambio genético para la rentabilidad de la empresa de producción de carne, deberá considerar varios caracteres a la vez. Dada la existencia de antagonismos entre caracteres de interés económico, la selección por fenotipos o genotipos extremos no garantiza el incremento de la rentabilidad. Es normalmente demostrable que los mayores mejoramientos de la rentabilidad se logran con vacas que exhiben un balance óptimo entre caracteres. Así, se pueden establecer ejemplos de caracteres que tienen una relación óptima intermedia, por ejemplo, el peso al nacimiento, la magrura de la carne, la edad a la pubertad, el tamaño adulto o ´frame´, etc. Así mismo existe un antagonismo entre caracteres como: producción de leche y peso corporal con requerimientos de mantenimiento; tasa decrecimiento con facilidad de parto; rendimiento en magro con calidad de la res; magrura con fertilidad; etc. Además, es cada vez más destacable la interacción entre el genotipo y el ambiente lo cual condiciona la obtención de respuestas importantes a la selección si el ambiente no lo permite y esto lleva a sobre estimar la acción del mejoramiento en esos ambientes. La búsqueda de un programa de selección o cruzamientos adecuado a la realidad de cada sistema de producción lleva a que la evaluación genética considere múltiples caracteres, no todos relacionados directamente con una expresión económica tangible (producto). Los objetivos de este proyecto son: Implementar un sistema de evaluación genética para mejorar genéticamente los rodeos de la Universidad y de los clientes e instituciones relacionadas; implementar proyectos de investigación para optimizar la relación entre caracteres de acuerdo a distintos sistemas de producción de carne bovina; brindar servicio a terceros.

¿Uno para todos? Distribución territorial del gasto, política provincial y Gobiernos Locales en Córdoba, 2001-2004

El presente proyecto está orientado a establecer las características generales de la distribución territorial del gasto discrecional por parte del Gobierno de la Provincia de Córdoba desde el año 2001. Propone como hipótesis general que esta distribución está sometida tanto a una lógica electoral por parte del Gobierno Provincial, como a la influencia de las características de las redes sociales que vinculan a los Gobiernos locales con el Gobierno Provincial, ambos factores, a su vez, condicionados por las características de los contextos institucionales que regulan el sistema político, las diferentes áreas del gasto provincial y el acceso a las redes de interacción social. Como una de las hipótesis específicas plantea que el carácter particularista o universalista de la distribución registra la influencia significativa de la visibilidad del origen del gasto, el cual determina que un cálculo de maximización de votos a nivel provincial o municipal oriente de forma universal los gastos con un origen “visiblemente” provincial, y de un modo particularista los gastos cuyo origen provincial se hace opaco o poco visible. Desde otra de las hipótesis específicas se plantea que la distribución particularista emplea criterios de discriminación que favorecen a los municipios de mayor tamaño y a aquellos donde los resultados electorales son más reñidos, dada las características que tiene en la provincia la representación regional. Desde el punto de vista metodológico, el proyecto apunta a una integración de diferentes estrategias de investigación, de acuerdo con las características de las variables que quedan especificadas en cada una de las hipótesis. De esta manera, se recurrirá a análisis multivariados para estimar la significación de variables explicativas cuantitativas, dentro de casos de políticas que, a su vez han sido delimitadas y agrupadas de acuerdo con un diseño de estudio de casos. Por su parte la indagación en torno a las características e incidencia de las redes tendrá, dados los recursos y tiempo disponibles, un carácter más exploratorio recurriendo a técnicas de análisis de redes de tipo cualitativo.

Manipulador Robótico (Similar a brazo Humano)

El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. Con el diseño detallado finalizado en CATIA se iniciará el modelado de las ecuaciones de movimiento y su simulación en la computadora, la construcción de los componentes mecánicos que serán realizados en empresas locales, se iniciara con las pruebas de los componentes electrónicos drivers de motores y de sistemas de control con sensores y de la interface con una PC que será la que controlará los componentes electrónicos y de simulación del modelo 3D en tiempo real. Finalmente se procederá al ensamblado de todos los componentes mecánicos y electrónicos para el inicio de las pruebas de laboratorio y sus ensayos de funcionamiento y testeos de acuerdo a los requerimientos previstos. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades.

Democracia Deliberativa en Córdoba: análisis de los alcances y limitaciones de algunas experiencias participativas, contribuciones para su factibilidad

En el debate académico y social los críticos de la democracia deliberativa coinciden en sostener la imposibilidad de realización de este ideal, fundamentando dicha afirmación en hechos sociales relevantes como el pluralismo, la desigualdad, la complejidad, poderosas instituciones y una esfera pública polarizada en extremo. En atención a las mencionadas críticas algunos autores han destacado que la viabilidad de una forma deliberativa de democracia depende de la creación de condiciones sociales y arreglos institucionales que propicien el uso público de la razón. La deliberación es pública en la medida en que estos arreglos permitan el diálogo abierto entre ciudadanos capaces de formular juicios informados y razonados en torno a las formas de resolver situaciones problemáticas. La factibilidad y eficacia de la deliberación pública reside, a su vez, en la posibilidad de sostener no sólo un diálogo abierto y continuo entre ciudadanos, sino también de éstos con las instituciones políticas. En esta discusión se inserta el presente proyecto con el fin de estudiar los problemas de justificación e institucionalización, como así también los obstáculos y constreñimientos empíricos con los que se enfrenta la democracia deliberativa. Para ello se toman diversas experiencias en la Provincia de Córdoba: El Acta de Compromiso Público de la Ciudad de Córdoba, Los Observatorios de Servicios Públicos de la Asociación Civil el Ágora, Concertación en Espacios Locales de la Asociación Civil el Ágora y las Juntas de Participación Vecinal de la Municipalidad de Córdoba. Todos estos procesos se caracterizan por constituir iniciativas que procuran la creación, fortalecimiento e institucionalización de espacios de participación ciudadana y de interacción dialógica de los ciudadanos entre sí y de éstos con el estado. Estos espacios son espacios situados y, en cuanto tales, implican contingencias devenidas de las particularidades territoriales, temáticas y de los diferentes horizontes temporales sobre los que se proponen actuar. El proyecto se propone analizar los alcances y dificultades (políticas, sociales, organizativas, informacionales) que se presentan en estas experiencias deliberativas, atendiendo tanto a los requisitos de factibilidad de las propias experiencias como a la necesidad de fortalecer los planteamientos teóricos de la teoría de la deliberación pública a partir de la consideración de los problemas empíricos con los que la misma se enfrenta. Se prevé el desarrollo e implementación de indicadores de seguimiento y monitoreo de las experiencias que den cuenta de las dimensiones y presupuestos de la democracia deliberativa, la construcción de modelos procedimentales y tecnologías comunicativas que contribuyan a la factibilidad de los presupuestos comunicativos y la contribución al desarrollo de proposiciones teóricas vinculadas con la preocupación académica referida a los procesos deliberativos y participativos en las sociedades contemporáneas.

Búsqueda e identificación de polimorfismos en genes asociados con una efectividad farmacológica disminuida. Caracterización molecular, hallazgos bioquímicos y clínicos y su respectiva correlación con la respuesta farmacológica en el tratamiento de enfermedades crónicas e infecciosas

En medicina, es frecuente encontrar diferencias en la respuesta de una misma droga en distintos individuos. Algunos factores que contribuyen con esta respuesta diferencial incluyen variables como edad, biodisponilidad y absorción gastro-intestinal de los medicamentos, interacción entre fármacos, hábitos alimentarios y factores genéticos. Dentro de los factores genéticos, encontramos polimorfismos genéticos que afectan la absorción, el metabolismo y el transporte de fármacos, como así también receptores de los mismos y/o, la interacción con otros genes. Algunos polimorfismos genéticos que contribuyen a una respuesta farmacológica disminuida han sido descriptos en patologías como, la hipercolesterolemia, artritis reumatoidea, cáncer, diabetes, hipertensión arterial, esquizofrenia, asma, hepatitis C y SIDA, entre otras. Nuestro estudio pretende: I) Identificar polimorfismos en genes que codifican para enzimas metabolizadoras de fármacos, para canales iónicos y, para receptores de fármacos (como por ejemplo polimorfismos en el receptor beta 2 adrenérgico en pacientes tratados con salbutamol que presentan bronquiolitis). II) Identificar la presencia de un polimorfismo en el gen CES 1 que codifica para la enzima carboxilesterasa 1 (en una población hospitalaria), que participa en la activación de la prodroga oseltamivir utilizada en el tratamiento de la Gripe A (H1N1). Los resultados obtenidos podrán ser de gran utilidad en el tratamiento médico, ya que permitirá optimizar el uso de fármacos, disminuir los efectos secundarios causados por los mismos, y proponer el empleo de otros fármacos

Cuestión social, políticas sociales y construcción del Estado Social en la Argentina. Miradas desde el interior nacional: Córdoba, 1914-1943

Esta propuesta pretende analizar históricamente el proceso de paulatina construcción del Estado y la ciudadanía sociales en Córdoba en las primeras décadas del S. XX, atendiendo a las continuidades, los cambios y las transformaciones en la cuestión social y en las respuestas del Estado y la sociedad civil frente a ella. La cuestión social suponía el socavamiento de la cohesión social y una amenaza de fractura de la sociedad, instalada en el centro del sistema productivo. En este contexto emergieron las primeras tentativas de previsión social y los primeros avances del Estado sobre el mercado; tras la búsqueda de mayores márgenes de igualdad e inclusión, a lo largo de décadas la sociedad transitará el arduo sendero que la conducirá desde los derechos civiles a los derechos políticos y de éstos a los derechos sociales. En este marco, el proyecto propone indagar los espacios cotidianos de la exclusión y el modelo de asistencia antes de la constitución del Estado social, cómo los sectores dirigentes concibieron y manejaron la exclusión social, cómo articularon una estrategia que atendiera a las demandas más críticas y, a la vez, asegurara el progreso material, el control político y el proyecto civilizador desplegado desde el Estado. Se aspira a avanzar en la comprensión de la interacción entre las elites dirigentes, sus ideas e instituciones y la gente común y sus experiencias, a la vez que propiciar una historia más humanizada de las transformaciones que marcaron la historia de Córdoba en las primeras décadas del S. XX.