BIOORGANIC CONCEPTS INVOLVED IN THE DETERMINATION OF GLUCOSE, CHOLESTEROL AND TRIGLYCERIDES IN PLASMA USING THE ENZYMATIC COLORIMETRIC METHOD

Bioorganic and biological chemistry have been found to be highly motivating to undergraduate students and in this context, biochemical blood parameter analysis emerges as highly attractive content. In this proposal, several aspects related to analyses of glucose, cholesterol and triglycerides using the enzymatic colorimetric method were involved, and the findings have at least two relevant implications: i) introducing students to connections between organic chemistry and biology based on enzymatic processes, including reactivity and mechanistic aspects; ii) performing a micro scale bioassay analysis. The proposal requires two theoretical classes (2 h per class) and one practical class (4 h).

Potencialidades analíticas do dietilditiofosfato de amônio em espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado empregando extração em fase sólida e sistemas de injeção em fluxo

Um sistema de injeção em fluxo envolvendo complexação com dietilditiofosfato de amônio e sorção de complexos metálicos em minicolunas de sílica gel modificada por grupos octadecil C18 é proposto para determinações multielementares em espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado. Influência da concentração de reagentes, natureza do ácido, tempo de reação, tempos de comutação, vazões e interferência de sódio foram investigadas. Água ou solução 2% v/v HNO3 podem ser utilizadas para lavar a coluna antes da eluição dos analitos com etanol. Amostras contendo 5000 mg Na L-1 e analisadas diretamente com o sistema proposto produzem uma concentração aparente de 63Cu de 0,45 µg L-1; por outro lado não foi observada interferência para As, Pb, Bi, Se, In, Tl, Cd, Hg e 65Cu. Para 0,25 % w/v NH4DTP e 3 mL de solução de amostra, curvas analíticas para Bi, Cu, Pb, As, Se, In, Tl, Cd, Hg no intervalo de 0,10 a 2,00 µg L-1 podem ser construídas com boas correlações (r2 > 0.998). A velocidade analítica e sensibilidade podem ser melhoradas pois dependem das condições de pré-concentração e eluição selecionadas. Com os parâmetros acima fixados, limites de detecção de 0.014 (Cu), 0.027 (As), 0.06 (Se), 0.02 (Cd), 0.029 (In), 0.043 (Hg), 0.02 (Tl), 0.06 (Pb) e 0.002 µg L-1 (Bi) foram obtidos.

Analysis of metabolites from plants of the Swartzia genus using chemical indexes: evolutionary tendencies

The chemical indexes, suggested by Gottlieb et al., have not been used before regarding evolutionary tendency of species in the Swartzia genus. However, the importance of this work encouraged for an analysis of the Swartzia genus using the metabolites isolated from nine species. The analysis, based on calculated chemical indexes, provided an evolutionary tendency for these plants, which correlates with the classification based on morphological analysis.

The Role of Cytochrome P450 3A Inducers and Inhibitors in the Metabolism and the Effects of Oxycodone

Oxycodone is an opioid used in the treatment of moderate or severe pain. It is principally metabolized in the liver by cytochrome P450 3A (CYP3A) enzymes whereas approximately 10% is metabolized by CYP2D6. Little is known about the interactions between oxycodone and other drugs, herbals and nutritional substances. In this work the effects of CYP3A inducers rifampicin and St. John’s wort and CYP3A inhibitors voriconazole, grapefruit juice, ritonavir and lopinavir/ritonavir were investigated on the pharmacokinetics and pharmacodynamics of oxycodone. All studies were randomized, balanced, placebo-controlled crossover clinical studies in healthy volunteers. The plasma concentrations of oxycodone and its metabolites were determined for 48 hours and pharmacodynamic parameters were recorded for 12 hours in each study. Pharmacokinetic parameters were calculated by noncompartmental methods. Rifampicin decreased the plasma concentrations, analgesic effects, and oral bioavailability of oral oxycodone. St. John’s wort reduced the concentrations of oxycodone and diminished the self-reported drug effect. Voriconazole increased the exposure to oral oxycodone by 3.6-fold whereas grapefruit juice, which inhibits predominantly the intestinal CYP3A, elevated the mean concentrations of oxycodone by 1.7-fold. Ritonavir and lopinavir/ritonavir increased the mean AUC of oxycodone by 3.0- and 2.6-fold, respectively, and prolonged its elimination half-life. In spite of increased oxycodone plasma concentrations during concomitant administration of CYP3A inhibitors, the analgesic effects were not increased. These studies show that the induction or inhibition of CYP3A alters the pharmacokinetics and pharmacologic effects of oxycodone. The exposure to oxycodone decreased after induction and increased after inhibition of CYP3A. As a conclusion, the clinicians should avoid concomitant administration of CYP3A inducers or inhibitors and oral oxycodone. If this is not possible, they should be prepared to interactions leading to impaired analgesia after CYP3A inducers or increased adverse effects after CYP3A inhibitors and oral oxycodone.

Berry polyphenol absorption and the effect of northern berries on metabolism, ectopic fat accumulation, and associated diseases

The prevalence of obesity and type 2 diabetes has increased at an alarming rate in developed countries. It seems in the light of current knowledge that metabolic syndrome may not develop at all without NAFLD, and NAFLD is estimated to be as common as metabolic syndrome in western population (23 % occurrence). Fat in the liver is called ectopic fat, which is triacylglycerols within the cells of non-adipose tissue. Serum alanine aminotransferase (ALT) values correlate positively with liver fat proportions, and increased activity of ALT predicts type 2 diabetes independently from obesity. Berries, high in natural bioactive compounds, have indicated the potential to reduce the risk of obesity-related diseases. Ectopic fat induces common endocrine excretion of adipose tissue resulting in the overproduction of inflammatory markers, which further induce insulin resistance by multiple mechanisms. Insulin resistance inducing hyperinsulinemia and lipolysis in adipocytes increases the concentration of free fatty acids and consequently causes further fat accumulation in hepatocytes. Polyphenolic fractions of berries have been shown to reverse inflammatory reaction cascades in in vitro and animal studies, and moreover to decrease ectopic fat accumulation. The aim of this thesis was to explore the role of northern berries in obesity-related diseases. The absorption and metabolism of selected berry polyphenols, flavonol glycosides and anthocyanins, was investigated in humans, and metabolites of the studied compounds were identified in plasma and urine samples (I, II). Further, the effects of berries on the risk factors of metabolic syndrome were studied in clinical intervention trials (III, IV), and the different fractions of sea buckthorn berry were tested for their ability to reduce postprandial glycemia and insulinemia after high-glucose meal in a postprandial study with humans (V). The marked impact of mixed berries on plasma ALT values (III), as well as indications of the positive effects of sea buckthorn, its fractions and bilberry on omental adiposity and adhesion molecules (IV) were observed. In study V, sea buckthorn and its polyphenol fractions had a promising effect on potprandial metabolism after high-glucose meal. In the literature review, the possible mechanisms behind the observed effects have been discussed with a special emphasis on ectopic fat accumulation. The literature review indicated that especially tannins and flavonoids have shown potential in suppressing diverse reaction cascades related to systemic inflammation, ectopic fat accumulation and insulin resistance development.

Influence of plasma modification on surface properties and offset printability of coated paper

The properties of the paper surface play a crucial role in ensuring suitable quality and runnability in various converting and finishing operations, such as printing. Plasma surface modification makes it possible to modify the surface chemistry of paper without altering the bulk material properties. This also makes it possible to investigate the role of the surface chemistry alone on printability without influencing the porous structure of the pigment-coated paper. Since the porous structure of a pigment coating controls both ink setting and optical properties, surface chemical changes created by a plasma modification have a potential to decouple these two effects and to permit a better optimization of them both. The aim of this work was to understand the effects of plasma surface modification on paper properties, and how it influences printability in the sheet-fed offset process. The objective was to broaden the fundamental understanding of the role of surface chemistry on offset printing. The effects of changing the hydrophilicity/ hydrophobicity and the surface chemical composition by plasma activation and plasma coatings on the properties of coated paper and on ink-paper interactions as well as on sheet-fed offset print quality were investigated. In addition, the durability of the plasma surface modification was studied. Nowadays, a typical sheet-fed offset press also contains units for surface finishing, for example UVvarnishing. The role of the surface chemistry on the UV-varnish absorption into highly permeable and porous pigment-coated paper was also investigated. With plasma activation it was possible to increase the surface energy and hydrophilicity of paper. Both polar and dispersion interactions were found to increase, although the change was greater in the polar interactions due to induced oxygen molecular groups. The results indicated that plasma activation takes place particularly in high molecular weight components such as the dispersion chemicals used to stabilize the pigment and latex particles. Surface composition, such as pigment and binder type, was found to influence the response to the plasma activation. The general trend was that pilot-scale treatment modified the surface chemistry without altering the physical coating structure, whereas excessive laboratory-scale treatment increased the surface roughness and reduced the surface strength, which led to micro-picking in printing. It was shown that pilot-scale plasma activation in combination with appropriate ink oils makes it possible to adjust the ink-setting rate. The ink-setting rate decreased with linseed-oil-based inks, probably due to increased acid-base interactions between the polar groups in the oil and the plasma-treated paper surface. With mineral-oil-based inks, the ink setting accelerated due to plasma activation. Hydrophobic plasma coatings were able to reduce or even prevent the absorption of dampening water into pigmentcoated paper, even when the dampening water was applied under the influence of nip pressure. A uniform hydrophobic plasma coating with sufficient chemical affinity with ink gave an improved print quality in terms of higher print density and lower print mottle. It was also shown that a fluorocarbon plasma coating reduced the free wetting of the UV-varnish into the highly permeable and porous pigment coating. However, when the UV-varnish was applied under the influence of nip pressure, which leads to forced wetting, the role of the surface chemical composition seems to be much less. A decay in surface energy and wettability occurred during the first weeks of storage after plasma activation, after which it leveled off. However, the oxygen/carbon elemental ratio did not decrease as a function of time, indicating that ageing could be caused by a re-orientation of polar groups or by a contamination of the surface. The plasma coatings appeared to be more stable when the hydrophobicity was higher, probably due to fewer interactions with oxygen and water vapor in the air.

Antimicrobial activity of extracellular metabolites from antagonistic bacteria isolated from potato (Solanum phureja) crops

Microorganisms for biological control are capable of producing active compounds that inhibit the development of phytopathogens, constituting a promising tool toob tain active principles that could replace synthetic pesticides. This study evaluatedtheability of severalpotentialbiocontrol microorganismsto produce active extracellular metabolites. In vitro antagonistic capability of 50 bacterial isolates from rhizospheric soils of "criolla" potato (Solanum phureja) was tested through dual culture in this plant with different plant pathogenic fungi and bacteria. Isolates that showed significantly higher antagonistic activity were fermented in liquid media and crude extracts from the supernatants had their biological activities assessed by optical density techniques. Inhibitory effecton tested pathogens was observed for concentrations between 0.5% and 1% of crude extracts. There was a correlation between the antimicrobial activity of extracts and the use of nutrient-rich media in bacteria fermentation. Using a bioguided method, a peptidic compound, active against Fusarium oxysporum, was obtained from the 7ANT04 strain (Pyrobaculum sp.). Analysis by nuclear magnetic resonance and liquid chromatography coupled to mass detector evidenced an 11-amino acid compound. Bioinformatic software using raw mass data confirmed the presence of a cyclic peptide conformed by 11 mostly non-standard amino acids.

Effect of light intensity and growth substratum on plant development and production of secondary metabolites in Cordia curassavica (Jacq.) Roem. & Schult

Cordia curassavica (Jacq.) Roem. & Schult. (Boraginaceae), also referred to as Cordia verbenacea DC, has been traditionally used for medicinal purposes. This study was driven to verify the behavior of the species in similar conditions to its natural environment, such as high light intensity and sandbank soil, and in conditions of low light intensity and fertilized substratum (dystroferric red nitosoil plus earthworm humus). The growth of the plant, the income of leaf crude extracts and, in the alcoholic extract, the number of substances found in thin layer cromatography and the toxicity of the substratum was observed. The results indicated that the growth of the root biomass, stem and leaves in discharge or lower light intensity was similar, but smaller in sandbank soil than in fertilized soil. The relative income of extracts in ether of petroleum and alcohol was larger in high light intensity and fertilized substratum. The light intensity and the substratum type didn't affect the number of substances detected in the alcoholic extract or the toxicity of this extract. Stains corresponding to the rosmarinic acid were only evidenced in some samples of the alcoholic extract, not allowing the verification of the effect of the treatments about its production.

Plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento: técnica de preparo e utilização em cirurgia plástica

OBJETIVO: Estabelecer um método barato e eficiente de preparação do plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento para utilização em cirurgia plástica. MÉTODO: Foram realizados 20 testes através de centrifugação de sangue, variando-se a força e o tempo de centrifugação, para determinarmos o melhor método que proporcione uma maior concentração plaquetária e mais 10 testes para comprovar a reprodutibilidade do método. RESULTADOS: A utilização de uma força de centrifugação de 300 g por 10 minutos na 1ª. centrifugação e de 640 g por 10 minutos na 2ª. centrifugação obtiveram as maiores concentrações plaquetárias, superiores a 4,5 vezes a concentração na amostra, e os testes foram reprodutíveis. CONCLUSÕES: Uma alta concentração plaquetária pode ser obtida por este protocolo de obtenção de plasma rico em plaquetas e fatores de crescimento e a formação do gel é possível através da utilização de trombina autóloga, também obtida pelo protocolo descrito, facilitando sua utilização em cirurgia plástica, onde vem mostrando bons resultados na cicatrização de feridas e na integração de enxertos ósseos e cutâneos.

Termocoagulação endoscópica do esôfago de Barrett com plasma de argônio sob diferentes potências: análise histopatológica e de sintomas pós-procedimento

OBJETIVO: Definir qual a melhor potência a ser empregada de forma a atingir a profundidade necessária para ablação com o menor número de sintomas pós-procedimento. MÉTODO: Foram estudados 28 pacientes com esôfago de Barrett, após tratamento cirúrgico do refluxo ou em uso de bloqueadores de bomba de prótons, submetidos à ablação endoscópica, randomizados em dois grupos com potências diferentes - 50 ou 70W. Imediatamente após, foram realizadas biópsias endoscópicas das áreas fulguradas. A sintomatologia foi avaliada por questionário telefônico. RESULTADOS: Não houve diferença entre os grupos quanto a idade, a extensão do esôfago de Barrett, a porcentagem da circunferência esofagiana coagulada e a duração dos sintomas. A dor foi o sintoma predominante e a disfagia ocorreu de forma transitória. Houve correlação negativa moderada entre número de sintomas e potência (potência mais baixa com maior número de sintomas), porém sem diferença significativa. Em 40% dos casos em que se utilizou menor potência obteve-se fragmentos que atingiram apenas a porção superficial da mucosa, o que só ocorreu em 10% dos casos no grupo de 70W. Não foi observada diferença significativa entre a potência utilizada ou o acometimento da muscular da mucosa e o número de sintomas. CONCLUSÕES: A utilização de potência de 70W durante a coagulação do esôfago de Barrett com plasma de argônio sugere associação com menor incidência de metaplasia colunar especializada residual abaixo do epitélio escamoso neoformado.

Uso de plasma autólogo em dermolipectomia abdominal: nota prévia

O plasma autólogo começou a ser estudado na década de 90, principalmente por suas propriedades adesivas, de angiogênese e pela presença de fatores de crescimento de origem plaquetária. Na verdade, o plasma pode ser isolado de modo autólogo, a partir do sangue do próprio paciente e obtido nas suas duas porções: uma com alta concentração de plaquetas (plasma rico em plaquetas- PRP) e outra com concentração baixa de plaquetas (plasma pobre em plaquetas- PPP). O presente estudo está em desenvolvimento no Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (HUCFF-UFRJ) e no Hospital Naval Marcílio Dias (HNMD), ambos no Rio de Janeiro. O objetivo é avaliar as propriedades do plasma pobre em plaquetas, principalmente a sua ação adesiva, em pacientes com indicação de dermolipectomia abdominal reparadora, de modo a reduzir as coleções no pós operatório, como hematoma e seroma, duas das principais complicações nesse tipo de cirurgia.

Complementação por coagulação com plasma de argônio após a ressecção endoscópica completa pela técnica de fatiamento para grandes adenomas colorretais

OBJETIVO: avaliar a eficácia da complementação por coagulação com plasma de argônio para reduzir a taxa de neoplasia residual ou recorrente após ressecção endoscópica completa fragmentada de grandes adenomas sésseis colorretais. MÉTODOS: critérios de inclusão: pacientes com grandes adenomas colorretais sésseis, > 20mm, sem sinais morfológicos de infiltração profunda, submetidos à ressecção endoscópica completa fragmentada estudada com cromoendoscopia e magnificação de imagens. Os pacientes foram randomizados em dois grupos: grupo 1 - nenhum procedimento adicional e, grupo 2 - complementação por coagulação com plasma de argônio. O seguimento por colonoscopia foi realizado em três, seis e 12 meses de pós-operatório. Foi avaliada a taxa de neoplasia residual ou recidiva local. RESULTADOS: foram incluídos no estudo um total de 21 lesões. Onze lesões no grupo 1 e dez no grupo 2. Ocorreram duas neoplasias residuais ou recorrências locais em cada grupo, detectadas em três meses de acompanhamento. CONCLUSÃO: a complementação por coagulação com plasma de argônio após uma aparente ressecção endoscópica completa em fragmentos de grandes adenomas sésseis colorretais não parece reduzir a ocorrência de lesão adenomatosa residual ou recidiva local.

Determinação pré-natal do sexo fetal por meio da análise de DNA no plasma materno

OBJETIVO: avaliar um novo método de determinação do sexo fetal pela análise de DNA obtido do plasma materno. MÉTODOS: sangue periférico (10 mL) foi coletado de mulheres grávidas em diferentes idades gestacionais. O plasma foi separado e o DNA isolado do mesmo foi submetido à reação em cadeia da polimerase (PCR) com oligonucleotídeos iniciadores derivados do gene DYS14 específico do cromossomo Y. RESULTADOS: foram analisadas amostras de 212 pacientes. O resultado da PCR foi comparado ao sexo determinado pela ultra-sonografia e/ou do nascimento. Houve concordância em 209 das 212 pacientes. Nos 3 casos discordantes a PCR apontou resultado feminino, sendo as três amostras coletadas antes da 8ª semana de gravidez. CONCLUSÃO: o método de PCR desenvolvido para a determinação do sexo fetal possui excelente sensibilidade e especificidade, permitindo seu uso rotineiro. O resultado de sexo masculino possui maior confiabilidade que o feminino, principalmente em idade gestacional precoce. Novas aplicações para o DNA fetal no plasma materno estão sendo pesquisadas, permitindo no futuro o diagnóstico não invasivo de uma série de doenças.

Determinação precoce do sexo fetal pela análise do DNA no plasma materno

OBJETIVO: avaliar a possibilidade do diagnóstico precoce do sexo fetal no plasma materno pela técnica da reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR em tempo real) a partir da 5ª semana de gestação. MÉTODOS: nesse estudo prospectivo foi coletado sangue periférico de gestantes com feto único a partir da 5ª semana de gestação. Após centrifugação do sangue, 0,4 mL de plasma foi separado para extração de DNA fetal. O DNA foi analisado em duplicata por PCR em tempo real para duas regiões genômicas (uma do cromossomo Y e outra comum a ambos os sexos) pelo método de TaqMan®, o qual utiliza um par de primers e uma sonda fluorescente. Foram excluídos da amostragem os casos que evoluíram para aborto. Para o cálculo da sensibilidade e especificidade, usamos o método de comparação com padrão-ouro, que foi o sexo ao nascimento. RESULTADOS: foram realizados 79 exames de DNA fetal no plasma materno de 52 gestantes. O resultado dos exames foi comparado com o sexo da criança após o parto. O índice de acerto conforme a idade gestacional foi de 92,6% (25 de 27 casos) na 5ª semana, conferindo sensibilidade de 87% e 95,6% (22 de 23 casos) na 6ª semana, com sensibilidade de 92%. A partir da 7ª semana de gestação o acerto foi em 100% (29 de 29 casos). A especificidade foi de 100% independente da idade gestacional. CONCLUSÕES: a técnica de PCR em tempo real para detecção do sexo fetal a partir da 5ª semana no plasma materno possui boa sensibilidade e excelente especificidade. Houve concordância do resultado em 100% dos casos em que o diagnóstico foi masculino, independente da idade gestacional, e no caso de feminino, a partir da 7ª semana de gestação.