An experimental model for the transplantation of fetal central nervous system cells to the injured spinal cord in rats

INTRODUCTION: Traumatic spinal cord injury is one of the most disabling conditions occurring in man and thus stimulates a strong interest in its histopathological, biochemical, and functional changes, primarily as we search for preventive and therapeutic methods. PURPOSE: To develop an experimental model for transplantation of cells from the fetal rat central nervous system to the site of an injured spinal cord of an adult rat in which the transplanted cells survive and become integrated. This experimental model will facilitate investigations of factors that promote regeneration and functional recovery after spinal cord trauma. MATERIAL AND METHODS: Fifteen adult Wistar rats underwent laminectomy, and an spinal cord lesion was made with microdissection. Fetal spinal cord tissue was then transplanted to the site of the injury. The rats were monitored over a 48-hour period, and then their vertebral column was completely removed for histological analysis. RESULTS: In 60% of transplanted rats, the fetal tissue at the injured site remained viable in the site of the lesion.

Pulmonary function and aerobic capacity in asymptomatic bariatric candidates with very severe morbid obesity

PURPOSE: Aerobic capacity and respiratory function may be compromised in obesity, but few studies have been done in highly obese bariatric candidates. In a prospective study, these variables were documented in the preoperative period, aiming to define possible physiologic limitations in a apparently healthy and asymptomatic population. METHOD: Forty-six consecutively enrolled adults (age 39.6 ± 8.4 years, 87.0% females, body mass index /BMI 49.6 ± 6.3 kg/m² ) were analyzed. Ventilatory variables were investigated by automated spirometry, aerobic capacity was estimated by a modified Bruce test in an ergometric treadmill, and body composition was determined by bioimpedance analysis. RESULTS: Total fat was greatly increased (46.4 ± 4.6% of body weight) and body water reduced (47.3 ± 4.6 % body weight), as expected for such obese group. Spirometric findings including forced vital capacity of 3.3 ± 0.8 L and forced expiratory volume-1 second of 2.6 ± 0.6 L were usually acceptable for age and gender, but mild restrictive pulmonary insufficiency was diagnosed in 20.9%. Aerobic capacity was more markedly diminished, as reflected by very modest maximal time (4.5 ± 1.1 min) and distance (322 ±142 m) along with proportionally elevated maximal oxygen consumption (23.4 ± 9.5 mL/kg/min) achieved by these subjects during test exercise. CONCLUSIONS: 1) Cardiopulmonary evaluation was feasible and well-tolerated in this severely obese population; 2) Mean spirometric variables were not diminished in this study, but part of the population displayed mild restrictive changes; 3) Exercise tolerance was very negatively influenced by obesity, resulting in reduced endurance and excessive metabolic cost for the treadmill run; 4) More attention to fitness and aerobic capacity is recommended for seriously obese bariatric candidates;

The role of s-nitrosothiols and rho-kinase 1 in glucose and lipid metabolism

RESUMO: Na sociedade contemporânea a diabetes tipo 2 e a obesidade estão a aumentar exponencialmente, representando um grave problema de saúde pública. De acordo com a IDF “A diabetes e a obesidade são o principal problema de saúde pública do século XXI’. Para além destas duas patologias, a prevalência de esteatose hepática não-alcoólica (NAFLD), entre a população obesa e diabética, é de cerca de 90%. O aumento da obesidade, diabetes e NAFLD tem uma forte correlação com o aumento do consumo de gorduras e açúcares, acompanhado de um decréscimo acentuado da actividade física. A obesidade, diabetes e NAFLD tem sido escrupolosamente investigada mas as terapêuticas disponíveis continuam a ser muito limitadas. Tendo em conta o número crescente e alarmante de obesos e diabéticos o conhecimento detalhado da patofisiologia da obesidade, diabetes e NAFLD, tendo em vista a necessidade extrema de desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, é da mais elevada urgência. O fígado é reconhecido como um orgão primordial no controlo da homeostase. No estado pós-prandial, o fígado converte a glucose em glicogénio e lípidos. Em contraste, no estado de jejum, o fígado promove a produção de glucose. Sistemas neuronais e hormonais, bem como o estado metabólico do fígado, controlam de forma muito precisa a alternância entre os diferentes substratos metabólicos, dependente do estado prandial. A insulina tem um papel central no controlo do metabolismo energético no fígado; se, por um lado, inibe a produção hepática de glucose e corpos cetónicos, por outro, promove a glicólise e a lipogénese. O metabolismo energético no fígado é também regulado por vários factores de transcrição e co-reguladores que, por sua vez, são regulados pela insulina, glucagina e outras hormonas metabólicas. Em conjunto, todos estes factores e reguladores vão controlar de forma muito estreita a gluconeogénese, a β-oxidação e a lipogénese, no fígado. Para além dos já conhecidos reguladores do metabolismo hepático, novas moléculas têm sido estudadas como tendo um papel fundamental na regulação do metabolismo energético no fígado. Qualquer desequilíbrio no metabolismo hepático vai contribuir para a insulino-resistência, NAFLD e diabetes tipo 2. O principal objectivo do trabalho de investigação aqui apresentado é o contributo para o estudo detalhado da patogénese da diabetes e obesidade, num contexto de dietas ricas em açúcares e gorduras, e com a perspectiva de explorar novas estratégias terapêuticas. Os objectivos específicos deste trabalho eram: primeiro, determinar se o tratamento com glutationo (GSH) e óxido nítrico (NO) era suficiente para melhorar a insulino-resistência associada ao elevado consumo de sacarose; segundo, determinar o papel da Rho-kinase 1 (ROCK1) na regulação do metabolismo hepático da glucose e dos lípidos; e terceiro, estudar o efeito do metilsulfonilmetano (MSM) em doenças metabólicas associadas à obesidade. Na primeira parte deste trabalho de investigação foram utilizados ratos Wistar machos sujeitos a uma dieta rica em sacarose (HS). Tal como esperado, estes animais apresentavam insulino-resistência e hiperinsulinémia. A dieta HS levou ao aumento dos níveis hepáticos de NO e ao decréscimo dos níveis de GSH no fígado. Em jejum, a administração intraportal de GSH e NO, a animais saudáveis promoveu um aumento significativo da sensibilidade à insulina. Também nestes animais, a administração intravenosa de S-nitrosotióis, compostos orgânicos que contém um grupo nitroso acoplado a um átomo de enxofre de um tiol, promoveu o aumento significativo da sensibilidade à insulina. Pelo contrário, em animais sujeitos à dieta HS, as doses padrão de GSH + NO e de S-nitrosotióis não conseguiram promover o aumento da sensibilidade à insulina. No entanto, ao aumentar a dose de S-nitrosotióis administrados por via intravenosa, foi possível observar o aumento da sensibilidade à insulina dependente da dose, indicando um possível papel dos S-nitrosotióis como sensibilizadores de insulina. O estudo detalhado do papel dos S-nitrosotióis na via de sinalização da insulina revelou que há um aumento da fosforilação do receptor da insulina (IR) e da proteína cinase B (Akt), sugerindo um efeito dos S-nitrosotióis nesta via de sinalização. Os resultados apresentados nesta primeira parte sugerem que os S-nitrosotióis promovem a correcta acção da insulina, podendo vir a ser importantes alvos terapêuticos. Na segunda parte deste trabalho de investigação utilizámos murganhos, com uma delecção específica da ROCK1 no fígado, e sujeitos a uma dieta rica em lípidos (HFD). Foi possível concluir que a ausência da ROCK1 no fígado previne a obesidade, melhora a sensibilidade à insulina e protege contra a esteatose hepática. A ausência de ROCK1 no fígado levou a um decréscimo significativo da expressão génica de genes associados à lipogénese, com uma diminuição acentuada do fluxo metabólico associado a esta via. Pelo contrário, a sobreexpressão de ROCK1, exclusivamente no fígado, promove a insulino-resistência e a esteatose hepática no contexto de obesidade induzida pela dieta. Para além disto, a delecção da ROCK1 no fígado de animais obesos e diabéticos, os murganhos deficientes em leptina, corroborou os dados obtidos no primeiro modelo animal, com a franca melhoria da hiperglicémia, hiperinsulinémia e esteatose hepática. Os dados que compõem esta parte do trabalho de investigação sugerem que a ROCK1 tem um papel crucial na regulação do metabolismo lipídico. Na terceira e última parte deste trabalho de investigação foi investigado o efeito do composto metilsulfunilmetano (MSM), um composto organosulfúrico naturalmente presente em plantas e utilizado também como suplemento dietético, em murganhos obesos e insulino-resistentes, por exposição a uma dieta rica em lípidos (DIO). O tratamento com MSM melhorou a insulino-resistência e protegeu contra a esteatose hepática. O conteúdo hepático em triglicéridos e colesterol também diminuíu de forma significativa nos animais DIO sujeitos ao tratamento com MSM, bem como a expressão génica associada à lipogénese. Para além disto, o tratamento com MSM levou a uma diminuição da expressão génica associada à inflamação. De realçar que o tratamento com MSM levou a uma melhoria do perfil hematopoiético destes animais, tanto na medula óssea como no sangue. Para comprovar o efeito benéfico do MSM na obesidade e insulino-resistência utilizámos murganhos deficientes no receptor da leptina, e por isso obesos e diabéticos, tendo observado um perfil semelhante ao obtido para murganhos sujeitos a uma dieta rica em lípidos e tratados com MSM. Concluímos, através dos dados recolhidos, que o MSM como suplemento pode ter efeitos benéficos na hiperinsulinémia, insulino-resistência e inflamação que caracterizam a diabetes tipo 2. Em resumo, os dados obtidos neste trabalho de investigação mostram que os S-nitrosotióis podem ter um papel importante como sensibilizadores da insulina, promovendo um aumento da sensibilidade à insulina num contexto de dietas ricas em sacarose. Para além disto, estudos in vitro, sugerem que os S-nitrosotióis regulam, especificamente, a via de sinalização da insulina. Este trabalho teve também como objectivo o estudo da ROCK1 como regulador do metabolismo da glucose e dos lípidos no fígado. Através do estudo de animais com uma delecção ou uma sobreexpressão da ROCK1 no fígado mostrou-se que esta tem um papel crucial na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2, especificamente através do controlo da lipogénese de novo. Finalmente, foi também objectivo deste trabalho, explorar o efeito do MSM em animais DIO e deficientes em leptina. O tratamento com MSM protege de forma evidente contra a obesidade e insulino-resistência, com especial enfâse para a capacidade que esta molécula demonstrou ter na protecção contra a inflamação. Em conjunto os vários estudos aqui apresentados mostram que tanto os S-nitrosotióis como a ROCK1 têm um papel na patogénese da obesidade e diabetes tipo 2 e que a utilização de MSM como suplemento às terapêuticas convencionais pode ter um papel no tratamentos de doenças metabólicas.-------------------------------ABSTRACT: In modern western societies type 2 diabetes and obesity are increasing exponentially, representing a somber public concern. According to the International Diabetes Federation (IDF) ‘Diabetes and Obesity are the biggest public health challenges of the 21st century’. Aside from these the prevalence of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), among the diabetic and obese population, is as high as 90%. It is now well established that the increase in obesity, diabetes and NAFLD strongly correlates with an increase in fat and sugar intake in our diet, alongside physical inactivity. The pathogenesis of obesity, diabetes and NAFLD has been thoroughly studied but the treatment options available are still narrow. Considering the alarming number in the obese and diabetic population the complete understanding of the pathogenesis, keeping in mind that new therapeutic strategies need to be attained, is of the highest urgency. The liver has been well established as a fundamental organ in regulating whole-body homeostasis. In the fed state the liver converts the glucose into glycogen and lipids. Conversely, in the fasted state, glucose will be produced in the liver. Neuronal and hormonal systems, as well as the hepatic metabolic states, tightly control the fast to fed switch in metabolic fuels. Insulin has a central role in controlling hepatic energy metabolism, by suppressing glucose production and ketogenesis, while stimulating glycolysis and lipogenesis. Liver energy metabolism is also regulated by various transcription factors and coregulators that are, in turn, regulated by insulin, glucagon and other metabolic hormones. Together, these regulators will act to control gluconeogenesis, β-oxidation and lipogenesis in the liver. Aside from the well-established regulators of liver energy metabolism new molecules are being studied has having a role in regulating hepatic metabolism. Any imbalance in the liver energy metabolism is a major contributor to insulin resistance, NAFLD and type 2 diabetes. The overall goal of this research work was to contribute to the understanding of the pathogenesis of diabetes and obesity, on a setting of high-sucrose and high-fat diets, and to explore potential therapeutic options. The specific aims were: first, to determine if treatment with glutathione (GSH) and nitric oxide (NO) was sufficient to ameliorate insulin resistance induced by high-sucrose feeding; second, to determine the physiological role of rho-kinase 1 (ROCK1) in regulating hepatic and lipid metabolism; and third, to study the effect of methylsulfonylmethane (MSM) on obesity-linked metabolic disorders. In the first part of this research work we used male Wistar rats fed a high-sucrose (HS) diet. As expected, rats fed a HS diet were insulin resistant and hyperinsulinemic. HS feeding increased hepatic levels of NO, while decreasing GSH. In fasted healthy animals administration of both GSH and NO, to the liver, was able to increase insulin sensitivity. Intravenous administration of S-nitrosothiols, organic compounds containing a nitroso group attached to the sulfur atom of a thiol, in fasted control animals also increased insulin sensitivity. Under HS feeding the standard doses of GSH + NO and S-nitrosothiols were unable to promote an increase in insulin sensitivity. However, the intravenous administration of increasing concentrations of S-nitrosothiols was able to restore insulin sensitivity, suggesting that S-nitrosothiols have an insulin sensitizing effect. Investigation of the effect of S-nitrosothiols on the insulin signaling pathway showed increased phosphorylation of the insulin receptor (IR) and protein kinase B (Akt), suggesting that S-nitrosothiols may have an effect on the insulin signaling pathway. Together, these data showed that S-nitrosothiols promote normal insulin action, suggesting that they may act as potential pharmacological tools. In the second part of this research work we used liver-specific ROCK1 knockout mice fed a high-fat (HF) diet. Liver-specific deletion of ROCK1 prevented obesity, improved insulin sensitivity and protected against hepatic steatosis. Deficiency of ROCK1 in the liver caused a significant decrease in the gene expression of lipogenesis associated gene, ultimately leading to decreased lipogenesis. Contrariwise, ROCK1 overexpression in the liver promoted insulin resistance and hepatic steatosis in diet-induced obesity. Furthermore, liver-specific deletion of ROCK1 in obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, improved the typical hyperglycemia, hyperinsulinemia and liver steatosis. Together, these data identify ROCK1 as a crucial regulator of lipid metabolism. In the third and final part of this research work we investigated the effect of MSM, an organosulfur compound naturally found in plants and used as a dietary supplement, on diet-induced obese (DIO) and insulin resistant mice. MSM treatment ameliorated insulin resistance and protected against hepatosteatosis. Hepatic content in triglycerides and cholesterol was significantly decreased by MSM treatment, as well as lipogenesis associated gene expression. Furthermore, MSM treated mice had decreased inflammation associated gene expression in the liver. Importantly, FACS analysis showed that MSM treatment rescued the inflammatory hematopoietic phenotype of DIO mice in the bone marrow and the peripheral blood. Moreover, MSM treatment of the obese and diabetic mice, the leptin-deficient mice, resulted in similar effects as the ones observed for DIO mice. Collectively, these data suggest that MSM supplementation has a beneficial effect on hyperinsulinemia, insulin resistance and inflammation, which are often found in type 2 diabetes. In conclusion, this research work showed that S-nitrosothiols may play a role as insulin sensitizers, restoring insulin sensitivity in a setting of high-sucrose induced insulin resistance. Furthermore, in vitro studies suggest that S-nitrosothiols specifically regulate the insulin signaling pathway. This research work also investigated the role of hepatic ROCK1 in regulation of glucose and lipid metabolism. Using liver-specific ROCK 1 knockout and ROCK1 overexpressing mice it was shown that ROCK1 plays a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes, specifically through regulation of the de novo lipogenesis pathway. Finally, this research work aimed to explore the effect of MSM in DIO and leptin receptor-deficient mice. MSM strongly protects against obesity and insulin resistance, moreover showed a robust ability to decrease inflammation. Together, the individual studies that compose this dissertation showed that S-nitrosothiols and ROCK1 play a role in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes and that MSM supplementation may have a role in the treatment of metabolic disorders.

Local Rainfall Variability - A Potential Bias for Bioecological Studies in the Central Amazon

Rainfall data registered betwe en 1910 and 1979 at Manaus confirm the existence of a dry season between June and November (monthly rainfall: 42-162mm) and a rainy season from December until May (monthly rainfall: 211-300mm). Annual precipitation amounted to 2105mm with about 75% of the rainfall recorded during the rainy season. Rainfall data collected over 12 months at eigth stations in the vicinity of and at Manaus are compared. Annual precipitation was lower in Inundation Regions (1150-2150mm) compared with Dryland Regions (2400-2550mm). Considerable differences are found in rainfall patterns (intensity, frequency and time of rainfall). This is also truefor neighbouring stations, even if data of a 11-year record period are compared. Thus, it is highly recommended that preciptation data for bioecological studies be collected at the study site.

Estudos Silviculturais de uma População Natural de COPAIFERA MULTIJUGA Hayne - Leguminosae, na Amazônia Central. 3. Distribuição Espacial da Regeneração Natural Pré-Existente

Mostra-se a distribuição espacial de. plântulas de Copaifera multijuga, Hayne de 12árvores matrizes. 0 potencial de regeneração em área não perturbada é variável em decorrência da maior ou menor produção de sementes pelas matrizes, da competição entre plântulas da espécie e destas com plântulas deoutras espécies, além da provável predaçãopor animais e da luta para sobreviver a baixos níveis de radiação solar. a distribuição das freqüências das plântulus sugere uma forma de J invertido. Nos dois inventários feitos, a altura das plântulas variou de 10cm até um máximo de 50cm, sendo a altura média para as 12 matrizes de. 20,66cm e 15,54cm no1° e 2° inventários, respectivavente. a diferença na variância das alturas das plântulas é significativa, na faixa de5%. As freqüências relativas esperadas, segundo a equação de Poisson, mostrou que a distribuição da regeneração de todas as matrizes é do tipo agregado. 0 número de plântulas /árvore matriz pode ser silviculturalmente útil para fins de plantios, desde quesejam feitos estudos de adaptabilidade das plântulas às condições deviveiro.

Os peixes de um lago de várzea da Amazônia Central (Lago Janauacá, Rio Solimões) e suas relações com os crustáceos ectoparasitas (Branchiura: Argulidae)

Durante um período de treze meses, de março de 1979 a março de 1980, excursões semanais foram realizadas ao Janauacá, um complexo de, l.agos de várzea da Amazônia Central. Miltrezentos e trinta e cinco peixesde cinco ordens, dezenove famílias e. oitenta espécies foram examinados, visando a determinar os índices naturais de infestação por crustáceos da subclasse Branchiura. Dos peixes examinados 11% estavam parasitados e apresentaram uma média de cinco crustáceos por peixe. Os maiores índices de infestação ocorreram nos Siluroides, 29% de prevalência e 18,5 de intensidade de infestação, seguidos pelos Characoides com 8,4% e 2,5. Os Perciformes apresentaram o terceiro maior índi.ce, 7,4% de. prevalência e 2,0 de intensidade de infestação. Os menores índices ocorreram nos Osteoglossiformes, 3,0% e 5,0 e nos Clupeiformes com 4,0% e 1,0. Durante o período de coletas, dezoito espécies de peixes não ocorreram parasitadas por branquiuras. Catorze espécies de branquiuros foram coletados no lago Janauacá. Alguns aspectos taxionómicos , biogeográficos e econômicos dos peixes são abordados

Vocalizations of primary forest frog species in the Central Amazon.

The calls of 18 species of Amazonian forest frogs were recorded in 3 localities: the Tapajos National Park near Itaituba, the Reserva Ducke near Manaus, and the INPA-WWF reserves near Manaus. Structural and time parameters and sonographs of these calls including previously undescribed vocalization by 10 species are presented. Unlike open habitat species, several forest frong species characteriscally demonstrated one on more of the following temporal parameters: very low call rates, sporadic intervals, infrequent nights of calling and synchronized chorusing. It is hypothesized that predation has influenced the evolution of vocal behaviour in Amazonian forest frogs.

Correlação entre a capacidade de troca de cátions e outras propriedades de três solos da Amazônia Central

Foi determinada a capacidade de troca de cations a pH natural do solo e a pH 7,0 ao longo do perfil de três solos da Amazônia Central e correlaeionou-se os valores de CTC encontrados com outras características intrínsecas de cada solo, tais como: matéria orgânica, superfície especifica teor e mlneralogia da fração argila, as quais causam varia cão na CTC do solo. As diferenças entre os valores de CTC obtidos foram decorrentes principalmente do teor de matéria orgânica e da mlneralogla da fração argila. A matéria orgânica do solo apresentou-se altamente correlacionada com a CTC determinada a pH 7,0 dos solos Latossolos Amarelo (r - 0,998) e Podzolico l/ermelho Amarelo (r = 0,974), principalmente pana os horizontes de superfície, enquanto que para o solo Glei Pouco Húmico foram encontradas correlações significativas apenas ao nível de 5%. Para a CTC à pH natural do solo, altas correlações também foram obtidas somente para Latossolo (r= 0,980) e Podzoílco (r = 0,984). A correlação entre a superfície específica e a CTC do solo apresentou-se altamente significativa para o Latossolo (r = 0,957) e Glei Pouco Húmico (r = 0,952), enquanto que para o Podzoílco (r + 0,873), a correlação foi significativa apenas ao nível de 5%. Foi observado ainda que a classe textural, o teor de matéria orgânica e principalmente a composição mlneralóglca conferiram maiores valores ae super fície especifica para o solo Glel Pouco Húmico.

Efeito da aplicação de calcário e micronutrientes em latossolo amarelo da Amazônia Central

O efeito de diferentes níveis de colagem na presença de micronutrientes, foram testados na cultuha da soja, em Latossolo Amarelo da Amazônia Central, sob três áreas com diferentes maneiras de preparo do solo: desmatamento seguido da queima de floresta primária; desmatamento seguido da retirada da floresta primária com aso de maquinas e desmatamento seguido da queima de vegetação de capoeira. As produções obtidas com as doses 1, 3 c 5 ton/ka, na ausência de micronutrientes, não diferiram estatísticamente da testemunha (0 ton/ha). No entanto, com a aplicação de 2 ton/calcário mais micronutrientes, o aumento de produção foi bastante pronunciado. 0s menores rendimentos foram obtidos no solo preparo com o uso de máquinas. A disponibilidade de nutrientes em Latossolo Amarelo, assim como o preparo de solo é discutido.

Aspectos fenológicos e ecológicos do "Araça-Boi" (Eugenia stipitata MCVAUGH) na Amazônia Central. I. Plantas juvenis

O "araça-boi" (Eugenia stipitata) é uma fruteira arbustiva nativa da Amazônia que está sendo introduzida ma agricultura moderna. Estudou-se sua fenologia na Amazônia Central em latossolo amarelo, álico, textura média, durante os primeiros 15 meses de produção. Quando juvenlí, floresce continuamente durante o ano, com quatro períodos de alta produção. Como muitas fruteiras, produz mais flores que frutos (somente 15% das flores produzem frutos que chegam à maturação). A taxa de autopolinização natural é reduzida, sugerindo que a espécie é alógama. Os polinizadores principais são as abelhas. O tempo entre floração e maturação dos frutos e de aproximadamente 34 dias.

Estudos silviculturais de uma população natural de Copaifera multijuga Hayne - Leguminosae, na Amazônia Central. IV. Interpretação de dados fenológicos em relação a elementos climáticos

O autor apresenta informações fenológicas mensais de 82 matrizes de Copaiba (Copaifera multljuga Hayne), obtidas na Reserva Florestal Adolfo Ducke no período de fevereiro de 1979 a dezembro de 1985. São mostradas as percentagens de ocorrência das fases de floração, frutificação e mudança foliar e uma análise de regressão múltipla das fenofases com sete variáveis do clima (temperatura máxima, temperatura minima e temperatura média, em C°; umidade relativa em %; precipitação total em milímetros; insolação total em horas e evaporação líquida total em milímetros. A plena floração ocorreu na estação de chuvas e a frutificação (frutos maduros) apresentou picos máximos no fim da estação chuvosa e inicio da estação seca, comportamento que. difere da maioria das espécies arbóreas tropicais. A espécie portou-se como perenifólia e a fase de folhas novas antecedeu a da floração.

Primate populations in continuous forest and forest fragments in Central Amazonia

Population densities of six primate species (Saguinus midas, Pithecia pithecia, Cebus apella, Chiropotes satanas, Alouatta seniculus and Ateles paniscus) were estimated in continuous forest and in isolated reserves (one of 100 ha and four of 10 ha). Saguinusdensities in the continuous forest were found to be low, probably due to the lack of edge habitat and second growth favoured by them; Pithecia, Cebus and Ateles populations are also low, possibly because of more widely distributed and/or less abundant food sources than is true for other Amazonian regions, although hunting in the past, particularly of Ateles may also be a contributing factor; and Chiropotes and Alouatta densities were found to be similar to those observed in other areas of Amazonas forests. Ateles and Chiropotes, which occupy ranges on the order of three km2 were excluded from the 100-ka reserve at the time of its isolation. Unfortunately populations were not known prior to isolation of this reserve but during isolation there remained four groups of Saguinus, two Pitheciagroups, one Cebus groups and five Alouatta groups. One Saguinus group disappeared two months later, and one year post-isolation the Cebus group also left the reserve. Single Alouatta groups survive in the isolated 10-ha reserves. Saguinus, present in the four 10-ha reserves following isolation, have disappeared from two of them. One 10-ha reserve retains a group of Pithecia.

Distribution of Atta (Hymenoptera - Formicidae) in "terra-firme" rain forest of Central Amazonia: density, species composition and preliminary results on effects of forest fragmentation

One hundred and fourteen hectares of a "terra-fiirme" rain forest 70 km north of Manaus, Amazonas, Brazil, were surveyed for leaf-cutting ant colonies (Atta spp). One half of this area was in isolated forest fragments (surrounded by pastures or second growth) of two sizes: 1 and 10 ha. The other half was in non-isolated fragments (connected to a large parch of forest) of the same sizes. Only two species occured in this forest: Atta sexdens sexdens L. and A. cepfhalotes L. The first was the most abundant species with a mean density of 0.35 colonies per ha. The mean density of A. cephalotes colonies was 0.03 per ha. The density of colonies was not significantly different between the isolated fragments and the continuous forest. Furthermore, the species composition did not change with isolation. However, pre-isolation data and long term monitoring are necessary to conclude that the isolation of a forest fragment has no effect upon Atta colonies. The non-uniform spatial distribution of Atta colonics within the "terra-firme" forest must be taken into account when selecting conservation areas in the Amazon, in order to preserve this important group of ants together with their native habitat.

Development of human central nervous system 3D in vitro models for preclinical research

Neurological disorders are a major concern in modern societies, with increasing prevalence mainly related with the higher life expectancy. Most of the current available therapeutic options can only control and ameliorate the patients’ symptoms, often be-coming refractory over time. Therapeutic breakthroughs and advances have been hampered by the lack of accurate central nervous system (CNS) models. The develop-ment of these models allows the study of the disease onset/progression mechanisms and the preclinical evaluation of novel therapeutics. This has traditionally relied on genetically engineered animal models that often diverge considerably from the human phenotype (developmentally, anatomically and physiologically) and 2D in vitro cell models, which fail to recapitulate the characteristics of the target tissue (cell-cell and cell-matrix interactions, cell polarity). The in vitro recapitulation of CNS phenotypic and functional features requires the implementation of advanced culture strategies that enable to mimic the in vivo struc-tural and molecular complexity. Models based on differentiation of human neural stem cells (hNSC) in 3D cultures have great potential as complementary tools in preclinical research, bridging the gap between human clinical studies and animal models. This thesis aimed at the development of novel human 3D in vitro CNS models by integrat-ing agitation-based culture systems and a wide array of characterization tools. Neural differentiation of hNSC as 3D neurospheres was explored in Chapter 2. Here, it was demonstrated that human midbrain-derived neural progenitor cells from fetal origin (hmNPC) can generate complex tissue-like structures containing functional dopaminergic neurons, as well as astrocytes and oligodendrocytes. Chapter 3 focused on the development of cellular characterization assays for cell aggregates based on light-sheet fluorescence imaging systems, which resulted in increased spatial resolu-tion both for fixed samples or live imaging. The applicability of the developed human 3D cell model for preclinical research was explored in Chapter 4, evaluating the poten-tial of a viral vector candidate for gene therapy. The efficacy and safety of helper-dependent CAV-2 (hd-CAV-2) for gene delivery in human neurons was evaluated, demonstrating increased neuronal tropism, efficient transgene expression and minimal toxicity. The potential of human 3D in vitro CNS models to mimic brain functions was further addressed in Chapter 5. Exploring the use of 13C-labeled substrates and Nucle-ar Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy tools, neural metabolic signatures were evaluated showing lineage-specific metabolic specialization and establishment of neu-ron-astrocytic shuttles upon differentiation. Chapter 6 focused on transferring the knowledge and strategies described in the previous chapters for the implementation of a scalable and robust process for the 3D differentiation of hNSC derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSC). Here, software-controlled perfusion stirred-tank bioreactors were used as technological system to sustain cell aggregation and dif-ferentiation. The work developed in this thesis provides practical and versatile new in vitro ap-proaches to model the human brain. Furthermore, the culture strategies described herein can be further extended to other sources of neural phenotypes, including pa-tient-derived hiPSC. The combination of this 3D culture strategy with the implemented characterization methods represents a powerful complementary tool applicable in the drug discovery, toxicology and disease modeling.

INFLUÊNCIA DA DENSIDADE NA DUREZA JANKA EM OITO ESPÉCIES MADEIREIRAS DA AMAZÔNIA CENTRAL

O presente trabalho teve por objetivo estudar a relação da densidade básica com a resistência de madeiras tropicais, submetidas ao teste de dureza Janka nos extremos e faces nas condições verde e seca a 12% de conteúdo de umidade. Foram utilizadas 8 espécies florestais oriundas do Distrito Agropecuário da SUFRAMA, no Município de Manaus, AM. O experimento foi realizado no laboratório de Engenharia da Madeira do Departamento de Produtos Florestais do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, adotando-se os seguintes passos: a)realização dos ensaios de densidade básica e dureza Janka empregados pela norma COPANT; b)tratamento estatístico de regressão linear para avaliar o nível de influência da densidade na dureza da madeira. Os resultados obtidos revelam que a dureza da madeira expressa pela sua capacidade em oferecer maior ou menor resistência à penetração de uma semi-esfera, está estreitamente relacionada com a densidade.