The Role of the Endoplasmic Reticulum Stress Transducer Ire1 during Photoreceptor Differentiation in Drosophila

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology.

Estudo do papel do ferro na proteína sensora de stress oxidativo - PerR

Fundação para a Ciência e a Tecnologia - projeto EXPL/BBB-BQB/0354/2012

Exposição profissional ao chumbo : análise da indução de efeitos genotóxicos

RESUMO - A exposição contínua a substâncias químicas tem consequências para a saúde humana, algumas das quais não estão ainda totalmente estabelecidas. A toxicologia ocupacional é uma área interdisciplinar que envolve conhecimentos de higiene e de medicina ocupacional, de epidemiologia e de toxicologia e que tem por principal objectivo prevenir a ocorrência de efeitos adversos decorrentes do ambiente ocupacional sendo um dos seus principais papéis fornecer o máximo de dados que possam contribuir para o conhecimento dos potenciais efeitos na saúde. O chumbo é um tóxico de características cumulativas que provoca na saúde efeitos principalmente sistémicos, ou seja, o efeito tóxico manifesta-se em locais afastados do contacto inicial que resultam essencialmente de exposições crónicas, resultantes de períodos de exposição mais ou menos longos ao metal (entre meses e anos). Pode interagir com diferentes órgãos e tecidos, ligando-se a moléculas e constituintes celulares. Uma vez que não possui qualquer função fisiológica, a presença do chumbo no organismo humano resulta numa série de efeitos prejudiciais que afectam diversos órgãos e sistemas. A toxicidade do chumbo manifesta-se em diversos órgãos e tecidos, nomeadamente no sistema hematopoiético, no sistema nervoso, no rim, no aparelho reprodutor, no sistema cardiovascular, no sistema endócrino e no sistema imunitário. Da interferência do chumbo com o funcionamento de alguns sistemas biológicos resultam um conjunto de alterações fundamentais ao nível dos processos de transporte através das membranas, da integridade estrutural e funcional das enzimas e de várias vias metabólicas, em especial da fosforilação oxidativa e da síntese do heme sendo os primeiros efeitos bioquímicos do chumbo detectados a partir de valores de plumbémia inferiores a 10 μg/dL. As medidas de higiene e segurança actualmente em vigor nos países desenvolvidos asseguram que os casos de intoxicação grave são cada vez menos frequentes. No entanto, o risco de exposição a nível ocupacional existe em todas as actividades que envolvem materiais que o contenham como as explorações mineiras, as fundições primária e secundária, a produção de baterias de chumbo ácido, a produção de vidro com pigmentos de chumbo, as soldaduras de reparação automóvel e a instrução de tiro. Desde 2006 o chumbo é considerado pela International Agency for Research on Cancer (IARC) uma substância carcinogénica do grupo 2A (provável carcinogénio para o ser humano). Considera-se, assim, que o chumbo tem, inequivocamente, capacidade de induzir cancro em animais experimentais mas que, embora haja fortes indícios de que os mecanismos que medeiam a carcinogénese desses compostos ocorrem no ser humano, os dados disponíveis ainda não podem assegurar essa relação. Com este estudo pretendeu-se contribuir para o conhecimento da toxicidade do chumbo através do estudo da exposição ao chumbo e da influência da susceptibilidade individual (em industrias sem co-exposição significativa a outros agentes conhecidos ou suspeitos de serem carcinogénicos). Pretendeu-se estudar o caso através de uma abordagem múltipla que permitisse relacionar diferentes tipos de marcadores biológicos uma vez que a monitorização biológica integra todas as possíveis vias de entrada no organismo (para além da via respiratória), eventuais exposições fora do contexto estritamente profissional assim como uma série de factores intrínsecos individuais (relacionados com modos de via, de natureza fisiológica e comportamentais). Sendo a co-exposição a outros compostos com propriedades genotóxicas e carcinogénicas uma questão difícil de tornear quando se quer avaliar o potencial genotóxico do chumbo em populações expostas, ocupacional ou ambientalmente este estudo tem a vantagem de ter sido efectuado em populações sem co-exposição conhecida a outras substâncias deste tipo, permitindo concluir sobre os efeitos resultantes apenas da exposição a chumbo na população humana, contribuindo para explicar algumas das aparentes inconsistências e contradições entre diferentes estudos sobre este tema. Os indicadores de exposição usados foram: indicadores de dose interna (doseamento de chumbo e de PPZ no sangue), indicadores de efeitos adversos no heme e genotóxicos (actividade da ALAD, teste do cometa e mutação em TCR) e indicadores de susceptibilidade (polimorfismos genéticos de ALAD e VDR) através de uma abordagem estatística de comparação directa de sub-grupos previamente definidos na população e da aplicação de um modelo de regressão múltipla. Este estudo revelou que os níveis de plumbémia na população portuguesa baixaram significativamente nos últimos 10 anos, tanto na população ocupacionalmente exposta como na população em geral e que a presença do genótipo B-B (do gene VDR) é preditiva das variações de plumbémia, quando comparada com o genótipo mais frequente na população, B-b; ao contrário, o genótipo b-b não aparenta ter influência em nenhum dos marcadores estudados. No que diz respeito a efeitos genotóxicos concluiu-se que estes não se manifestaram na população estudada, levando a concluir que nos níveis de exposição estudados, o chumbo não tem capacidade de induzir este tipo de efeitos per si levando ao reforço da hipótese, já levantada por outros autores, de que o mecanismo de genotoxicidade do chumbo seja essencialmente de promoção de processos de genotoxicidade desencadeados por outros agentes. A realização de estudos de efeitos genotóxicos e de stress oxidativo desenhados de forma a comparar grupos de trabalhadores expostos apenas a chumbo com grupos de trabalhadores com o mesmo nível de exposição a chumbo, mas com co-exposição a outros agentes reconhecidamente carcinogénicos poderá ajudar a aumentar o conhecimento deste efeito do chumbo na saúde humana.

Role of Yap8 and Yap1 b-ZIP transcription factors in arsenic stress

Arsenic compounds are highly toxic substances; nevertheless they are used in the treatment of acute promyelocytic leukaemia. Therefore it is pressing to gain knowledge on its toxicity and detoxification mechanisms. The cellular entry pathways have been discovered and by transcriptome analysis it is known that arsenic activates the transcription of genes activated by, among others, Rpn4, Met4 and Yap1.(...)

Análise da motivação e stress profissional num grupo de funcionários de uma instituição de ensino superior

Esta dissertação trata de duas temáticas importantes na vida de uma organização: a motivação e o stress profissional dos trabalhadores. Pretende-se compreender melhor certos aspectos destes fenómenos, centrando-se a análise num determinado grupo de trabalhadores de uma Instituição de Ensino Superior. A motivação é o processo de induzir uma pessoa ou grupo a atingir os objectivos pessoais e organizacionais, tendo em conta que esses objectivos devem ser coordenados para que tanto os indivíduos como as organizações alcancem resultados, nomeadamente a satisfação. O stress profissional é um fenómeno reconhecido pelo impacto adverso que tem no bem-estar dos indivíduos no contexto laboral, diminuindo a sua produtividade e satisfação. O estudo no terreno baseou-se na recolha quantitativa de informação, tendo sido realizados 74 questionários. Em articulação com o enquadramento teórico, a análise dos resultados obtidos através dos questionários permitiu extrair algumas conclusões, das quais destacamos: a) existem diferenças significativas entre a motivação e stress dos trabalhadores no local de trabalho; b) existe uma desmotivação no local de trabalho principalmente referente aos indicadores de segurança, realização profissional e ambiente de trabalho; c) existe algum stress no local de trabalho, nomeadamente nos indicadores de grau de controlo que o trabalhador sente na realização da tarefa e exigência psicológica do trabalho; d) não existe diferenças significativas na motivação e stress dos trabalhadores face aos que realizam atendimento ao público e os que não realizam, e por fim verificamos que a condição salarial, ambiente e condições de trabalho são as ideias que os trabalhadores mais procuram num novo trabalho. Este estudo mostrou-se assim pertinente, uma vez que saber o que motiva, o que satisfaz estes trabalhadores, pode ajudar a melhorar os procedimentos a serem adoptados na gestão da mudança da organização.

Study of salt stress tolerance in spelt

World population is increasing at an alarming rate while food productivity is decreasing due to the effect of various abiotic stresses. Soil salinity is one of the most important abiotic stress and a limiting factor for worldwide plant production. In addition to its important effects on yield, salt stress affects numerous cellular activities, including cell wall composition, photosynthesis, protein synthesis, ions and organic solutes. Up to 20% of the irrigated arable land in arid and semiarid regions is already salt affected and is still expanding. Improving salt tolerant varieties is of major importance, and efforts should be focused on finding adaptive mechanisms which are involved in salinity tolerance. In this study, several spelt wheat (Triticum aestivum var. Spelta) genotypes and one cultivar of modern bread wheat were used to screen them for salt tolerance. Spelt is an old-European cereal crop currently attracting renewed interest as a food grain because it is said to be harder than wheat and requires less fertilizer. Spelt wheat is also becoming very attractive genetic source by plant breeders due to its wide adaptation ability to various stressful conditions such as soil salinity. In this study morphological parameters (e.g., leaf appearance; shoot elongation), dry matter production, mineral nutrients (especially Na and K), and activity of antioxidative enzymes were measured to select superior genotypes of spelt for salt tolerance. The results showed that Spelt genotype Sp41 is a salt sensitive genotype and genotypes Sp69, Sp96 and Sp912 are good candidates for salt tolerant genotypes.

Functional genomic analysis of heat stress in Vitis vinifera

Grapevine (Vitis vinifera) is one of most agro-economically important fruit crops worldwide, with a special relevance in Portugal where over 300 varieties are used for wine production. Due to global warming, temperature stress is currently a serious issue affecting crop production especially in temperate climates. Mobile genetic elements such as retrotransposons have been shown to be involved in environmental stress induced genetic and epigenetic modifications. In this study, sequences related to Grapevine Retrotransposon 1 (Gret1) were utilized to determine heat induced genomic and transcriptomic modifications in Touriga Nacional, a traditional Portuguese grapevine variety. For this purpose, growing canes were treated to 42 oC for four hours and leaf genomic DNA and RNA was utilized for various techniques to observe possible genomic alterations and variation in transcription levels of coding and non-coding sequences between non-treated plants and treated plants immediately after heat stress (HS-0 h) or after a 24 hour recovery period (HS-24 h). Heat stress was found to induce a significant decrease in Gret1 related sequences in HS-24 h leaves, indicating an effect of heat stress on genomic structure. In order to identify putative heat induced DNA modifications, genome wide approaches such as Amplified Fragment Length Polymorphism were utilized. This resulted in the identification of a polymorphic DNA fragment in HS-0 h and HS-24 h leaves whose sequence mapped to a genomic region flanking a house keeping gene (NADH) that is represented in multiple copies in the Vitis vinifera genome. Heat stress was also found to affect the transcript levels of various non-coding and gene coding sequences. Accordingly, quantitative real time PCR results established that Gret1 related sequences are up regulated immediately after heat stress whereas the level of transcript of genes involved in identification and repair of double strand breaks are significantly down regulated in HS-0 h plants. Taken together, the results of this work demonstrated heat stress affects both genomic integrity and transcription levels.

Insights into the biochemical strategies of adaptation to heat stress in the hyperthermophilic archaeon Pyrococcus furiosus

Organisms that thrive optimally at temperatures above 80°C are called hyperthermophiles. These prokaryotes have been isolated from a variety of hot environments, such as marine geothermal areas, hence they are usually slightly halophilic. Like other halophiles, marine hyperthermophiles have to cope with fluctuations in the salinity of the external medium and generally use low-molecular mass organic compounds to adjust cell turgor pressure. These compounds can accumulate to high levels without interfering with cell metabolism, thereby deserving the designation of compatible solutes. Curiously, the accumulation of compatible solutes also occurs in response to supraoptimal temperatures.(...)

Fiscal policy under financial stress: A threshold VAR approach

The purpose of the project is to measure the impact of fiscal policy on the Portuguese GDP and how it may vary according to the state of the financial market. A Threshold VAR model is presented in which the two regimes are found using a financial stress index that divides the economy into a situation of financial stress and financial stability.

Glutathione levels in and total antioxidant capacity of Candida sp. cells exposed to oxidative stress caused by hydrogen peroxide

INTRODUCTION: The capacity to overcome the oxidative stress imposed by phagocytes seems to be critical for Candida species to cause invasive candidiasis. METHODS: To better characterize the oxidative stress response (OSR) of 8 clinically relevant Candida sp., glutathione, a vital component of the intracellular redox balance, was measured using the 5,5'-dithiobis-(2-nitrobenzoic acid (DTNB)-glutathione disulfide (GSSG) reductase reconversion method; the total antioxidant capacity (TAC) was measured using a modified method based on the decolorization of the 2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic) acid radical cation (ABTS*+). Both methods were used with cellular Candida sp. extracts treated or not with hydrogen peroxide (0.5 mM). RESULTS: Oxidative stress induced by hydrogen peroxide clearly reduced intracellular glutathione levels. This depletion was stronger in Candida albicans and the levels of glutathione in untreated cells were also higher in this species. The TAC demonstrated intra-specific variation. CONCLUSIONS: Glutathione levels did not correlate with the measured TAC values, despite this being the most important non-enzymatic intracellular antioxidant molecule. The results indicate that the isolated measurement of TAC does not give a clear picture of the ability of a given Candida sp. to respond to oxidative stress.

Oral coinfection can stress peripheral lymphocyte to inflammatory activity in leprosy

INTRODUCTION: This study evaluated the intracellular profile of interleukin-2 (IL-2), interleukin-4 (IL-4), interleukin-10 (IL-10) and interferon-γ (IFN-γ) in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from leprosy patients based on oral infections presence to determine whether these coinfections could be associated with pro-inflammatory activity in leprosy. METHODS: Leprosy patients regardless of clinical form and specific leprosy treatment (n=38) were divided into two groups: Group I - leprosy patients with oral infections (n=19), and Group II - leprosy patients without oral infections (n=19). Non-leprosy patients presenting oral infections were assigned to the control Group (n=10). Intracellular IL-2, IL-4, IL-10 and IFN-γ production was evaluated by flow cytometry (FACS) before and 7 days after controlling the oral infection in the Group I, before and 7 days after dental prophylaxis in the Group II, and during oral infection process in control Group. RESULTS: Low percentages of CD3+ lymphocytes bearing IL-2, IL-10 and IFN-γ were observed in the Group I and Group II at baseline and 7 days after therapy or prophylaxis compared to controls. Group I showed reduced percentages of IL-4 at baseline and 7 days after therapy compared to controls, or at baseline of Group II, and the Group II showed reduced percentages of CD3+ cells bearing IL-4 compared to control. An increase of the percentages of CD3+cells bearing IL-4 was observed in the Group I after the oral infections treatment. CONCLUSIONS: The occurrence of oral infections favors the intracellular cytokines expression and, probably, the inflammatory reaction operating as a stimulatory signal triggering the leprosy reactions.

Filhos da maturidade : Atitudes sobre a gravidez e maternidade, ansiedade, depressão e stress em grávidas tardias

Dissertação de Mestrado apresentada ao ISPA - Instituto Universitário

EFFECT – Efficient finite element code

The theme of this dissertation is the finite element method applied to mechanical structures. A new finite element program is developed that, besides executing different types of structural analysis, also allows the calculation of the derivatives of structural performances using the continuum method of design sensitivities analysis, with the purpose of allowing, in combination with the mathematical programming algorithms found in the commercial software MATLAB, to solve structural optimization problems. The program is called EFFECT – Efficient Finite Element Code. The object-oriented programming paradigm and specifically the C ++ programming language are used for program development. The main objective of this dissertation is to design EFFECT so that it can constitute, in this stage of development, the foundation for a program with analysis capacities similar to other open source finite element programs. In this first stage, 6 elements are implemented for linear analysis: 2-dimensional truss (Truss2D), 3-dimensional truss (Truss3D), 2-dimensional beam (Beam2D), 3-dimensional beam (Beam3D), triangular shell element (Shell3Node) and quadrilateral shell element (Shell4Node). The shell elements combine two distinct elements, one for simulating the membrane behavior and the other to simulate the plate bending behavior. The non-linear analysis capability is also developed, combining the corotational formulation with the Newton-Raphson iterative method, but at this stage is only avaiable to solve problems modeled with Beam2D elements subject to large displacements and rotations, called nonlinear geometric problems. The design sensitivity analysis capability is implemented in two elements, Truss2D and Beam2D, where are included the procedures and the analytic expressions for calculating derivatives of displacements, stress and volume performances with respect to 5 different design variables types. Finally, a set of test examples were created to validate the accuracy and consistency of the result obtained from EFFECT, by comparing them with results published in the literature or obtained with the ANSYS commercial finite element code.

Stress relacionado com o trabalho e motivação para a cessação tabágica: um obstáculo?: Estudo exploratório de uma amostra de vendedores fumadores

RESUMO - O tabagismo surge como a primeira causa evitável de doença, incapacidade e morte prematura em países desenvolvidos. Dentre os fatores influenciadores do comportamento face ao consumo de tabaco, a influência dos fatores de stress no local de trabalho foi alvo de diversos estudos com resultados mistos, revelando uma evidência empírica inconclusiva. Foi feito um estudo exploratório, transversal, que visou verificar a existência de associação entre algum dos fatores de stress no trabalho, nomeadamente 1) requisitos no trabalho, 2) autoridade decisória, 3) discriminação de tarefas, 4) condições de emprego, 5) apoio dos chefes e colegas, 6) número de horas de trabalho e 7) satisfação com o trabalho; com a motivação para a cessação tabágica. A amostra contou com 95 vendedores de bens de consumo alimentar, fumadores. Foi aplicado um questionário com variáveis sociodemográficas, variáveis de caracterização do comportamento face ao consumo de tabaco, o Teste de Richmond, variáveis de caracterização profissional e o Questionário Sobre Stress no Local de Trabalho. O Questionário Sobre o Stress no Local de Trabalho revelou uma validade insuficiente para a caracterização da maioria dos fatores de stress em estudo, manifestada por α de Cronbach muito baixos, pelo que a análise de associação apenas foi realizada entre os fatores de stress 1) apoio dos chefes e colegas, 2) número de horas de trabalho e 3) satisfação com o trabalho; e a motivação para a cessação tabágica. Para níveis de significância de 10%, o número de horas de trabalho apresentou uma associação positiva estatisticamente significativa com a motivação para a cessação tabágica, duplicando a probabilidade da sua ocorrência [OR = 2,429 (IC95%: 0,945 – 6,240)]. Em toda a análise de dados realizada foi prevalente a baixa motivação para a cessação tabágica dos vendedores, independentemente da variação dos fatores de stress relacionados com o trabalho.

Subjective versus objective stress in noncritically ill hospitalized and outpatient adult men

A cross-sectional study of 120 subjects was performed with the purpose of evaluating stress hormones and emotional stress (anxiety) in outpatient and hospitalized subjects. The aims were to determine the degree of objective stress, as well as to correlate this finding with subjective findings, estimated using Beck's Anxiety Inventory.. METHOD: Three populations were investigated, namely outpatient clinical cases (Group I, n = 30), hospitalized clinical individuals (Group II, n = 30), and hospitalized surgical candidates (Group III, n = 30). Controls (Group IV, n = 30) were healthy volunteers who were health-care professionals and students. To avoid hormone interactions, only men were enrolled in all groups. All hospitalized subjects were tested on admission and before therapeutic interventions. Fasting epinephrine, norepinephrine, and cortisol were measured in the morning, and Beck's Anxiety Inventory was adminstered by a trained psychologist. RESULTS: The 3 patient groups displayed higher anxiety levels than the controls. Hormone concentrations did not present remarkable changes and did not correlate with subjective stress (anxiety). CONCLUSIONS: 1) Subjective disorders (as determined with Beck's Anxiety Inventory ) were a common finding in both outpatient and hospitalized populations, without differences between the various groups; 2) Objective stress (as determined by elevated hormone levels) was more difficult to confirm-findings rarely exceeded the reference range; 3) Correlation between the two variables could not be demonstrated; 4) Further studies are necessary to define stress quantification and interpretation in patient populations, especially in relationship with nutritional diagnosis and dietetic prescription.