Long-term intermittent feeding, but not caloric restriction, leads to redox imbalance, insulin receptor nitration, and glucose intolerance

Calorie restriction is a dietary intervention known to improve redox state, glucose tolerance, and animal life span. Other interventions have been adopted as study models for caloric restriction, including nonsupplemented food restriction and intermittent, every-other-day feedings. We compared the short- and long-term effects of these interventions to ad libitum protocols and found that, although all restricted diets decrease body weight, intermittent feeding did not decrease intra-abdominal adiposity. Short-term calorie restriction and intermittent feeding presented similar results relative to glucose tolerance. Surprisingly, long-term intermittent feeding promoted glucose intolerance, without a loss in insulin receptor phosphorylation. Intermittent feeding substantially increased insulin receptor nitration in both intra-abdominal adipose tissue and muscle, a modification associated with receptor inactivation. All restricted diets enhanced nitric oxide synthase levels in the insulin-responsive adipose tissue and skeletal muscle. However, whereas calorie restriction improved tissue redox state, food restriction and intermittent feedings did not. In fact, long-term intermittent feeding resulted in largely enhanced tissue release of oxidants. Overall, our results show that restricted diets are significantly different in their effects on glucose tolerance and redox state when adopted long-term. Furthermore, we show that intermittent feeding can lead to oxidative insulin receptor inactivation and glucose intolerance. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Mitochondrial ATP-sensitive K(+) channels as redox signals to liver mitochondria in response to hypertriglyceridemia

We have recently demonstrated that hypertriglyceridemic (HTG) mice present both elevated body metabolic rates and mild mitochondrial uncoupling in the liver owing to stimulated activity of the ATP-sensitive potassium channel (mitoK(ATP)). Because lipid excess normally leads to cell redox imbalance, we examined the hepatic oxidative status in this model. Cell redox imbalance was evidenced by increased total levels of carbonylated proteins, malondialdehydes, and GSSG/GSH ratios in HTG livers compared to wild type. In addition, the activities of the extramitochondrial enzymes NADPH oxidase and xanthine oxidase were elevated in HTG livers. In contrast, Mn-superoxide dismutase activity and content, a mitochondrial matrix marker, were significantly decreased in HTG livers. isolated HTG liver mitochondria presented lower rates of H(2)O(2) production, which were reversed by mitoK(ATP) antagonists. In vivo antioxidant treatment with N-acetylcysteine decreased both mitoKATP activity and metabolic rates in HTG mice. These data indicate that high levels of triglycerides increase reactive oxygen generation by extramitochondrial enzymes that promote MitoK(ATP) activation. The mild uncoupling mediated by mitoK(ATP) increases metabolic rates and protects mitochondria against oxidative damage. Therefore, a biological role for mitoK(ATP) is a redox sensor is shown here for the first time in an in vivo model of systemic and cellular lipid excess, (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Evidence of redox interactions between polypyrrole and Fe(3)O(4) in polypyrrole-Fe(3)O(4) composite films

The electrical properties of conducting polymers make them useful materials in a wide number of technological applications. In the last decade, an important effect on the properties of the conducting polymer when iron oxides particles are incorporated into the conductive matrix was shown. In the present study, films of polypyrrole were synthesized in the presence of magnetite particles. The effect of the magnetite particles on the structure of the polymer matrix was determined using Raman spectroscopy. Mass variations at different concentrations of Fe(3)O(4) incorporated into the conducting matrix were also measured by means of quartz crystal microbalance. Additionally, the changes in the resistance of the films were evaluated over time by electrochemical impedance spectroscopy in solid state. These results show that the magnetite incorporation decreases polymeric film resistance and Raman experiments have evidenced that the incorporation of magnetite into polymeric matrix not only stabilizes the polaronic form of the polypyrrole, but also preserves the polymer from further oxidation. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Micro/nanostructured carbon composite modified with a hybrid redox mediator and enzymes as a glucose biosensor

A carbon micro/nanostructured composite based on cup-stacked carbon nanotubes (CSCNTs) grown onto a carbon felt has been found to be an efficient matrix for enzyme immobilization and chemical signal transduction. The obtained CSCNT/felt was modified with a copper hexacyanoferrate/polypyrrole (CuHCNFe/Ppy) hybrid mediator, and the resulting composite electrode was applied to H(2)O(2) detection, achieving a sensitivity of 194 +/- 15 mu A mmol(-1) L. The results showed that the CSCNT/felt matrix significantly increased the sensitivity of CuHCNFe/Ppy-based sensors compared to those prepared on a felt unrecovered by CSCNTs. Our data revealed that the improved sensitivity of the as-prepared CuHCNFe/Ppy-CSCNT/felt composite electrode can be attributed to the electronic interactions taking place among the CuHCNFe nanocrystals, Ppy layer and CSCNTs. In addition, the presence of CSCNTs also seemed to favor the dispersion of CuHCNFe nanocrystals over the Ppy matrix, even though the CSCNTs were buried under the conducting polymer layer. The CSCNT/felt matrix also enabled the preparation of a glucose biosensor whose sensitivity could be tuned as a function of the number of glucose oxidase (GOx) layers deposited through a Layer-by-Layer technique with an sensitivity of 11 +/- 2 mu A mmol(-1) L achieved at 15 poly(diallyldimethylammoniumchloride)/GOx bilayers. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Mild mitochondrial uncoupling in mice affects energy metabolism, redox balance and longevity

Caloric restriction is the most effective non-genetic intervention to enhance lifespan known to date. A major research interest has been the development of therapeutic strategies capable of promoting the beneficial results of this dietary regimen. In this sense, we propose that compounds that decrease the efficiency of energy conversion, such as mitochondrial uncouplers, can be caloric restriction mimetics. Treatment of mice with low doses of the protonophore 2,4-dinitrophenol promotes enhanced tissue respiratory rates, improved serological glucose, triglyceride and insulin levels, decrease of reactive oxygen species levels and tissue DNA and protein oxidation, as well as reduced body weight. Importantly, 2,4-dinitrophenol-treated animals also presented enhanced longevity. Our results demonstrate that mild mitochondrial uncoupling is a highly effective in vivo antioxidant strategy, and describe the first therapeutic intervention capable of effectively reproducing the physiological, metabolic and lifespan effects of caloric restriction in healthy mammals.

Complexos derivados de 1,1-bis(difenilfosfina)ferroceno : sintese, caracterizacao e propriedades cataliticas

Uma parte importante da química de orgametálicos atual centra-se no estudo de compostos heterobimetálicos com o propósito de avaliar de que modo as possíveis interações entre os metais podem alterar a reatividade dos centros metálicos presentes na molécula. Os ligantes ferrocenilas tem sido bastante utilizados para obter-se compostos desta natureza. Dentro desta classe de ligantes destaca-se o 1,1'-bis(difenilfosfina)ferroceno(dppf). Muitos trabalhos surgiram na literatura nos últimos dez anos descrevendo a síntese, caracterização estrutural, no estado sólido ou em solução, de novos complexos metálicos derivados deste metaloligante, bem como o estudo de suas propriedades catalíticas. O objetivo deste trabalho foi sintetizar novos compostos derivados do 1,1'-bis(difenilfosfina) ferroceno (dppf) e estudá-los no estado sólido ou em solução. Desta forma, foram pela primeira vez sintetizados os compostos dppfFe(NO)2(1), [dppfCo(NO)2][SBf6](2) e dppfNicod(3) e [dppfNi(MeCN)4]2 (4) os quais foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, ressonância magnética nuclear de ¹H e ³¹P{¹H}, análise elementar de C,H e N, condutividade molar no caso do composto catiônico(2) e difração de Raios-X de monocristal, no caso do composto(1). A espectroscopia Mössbauer de 57Fe constitui-se uma técnica adequada para a análise deste metaligante, que contém um átomo de Fe na sua molécula, pois pode fornecer informações estruturais e evidenciar eventuais efeitos interativos que ocorram entre os centros metálicos quando o ligante encontra-se complexado a outros metais. Foram, então, estudados por espectroscopia Mössbauer, à baixa temperatura, os compostos (1),(2),(3),(4) e dppfFe(CO)3 (5) e os resultados obtidos comparados com os apresentados na literatura para compostos análogos contendo o ligante dppf. Os complexos derivados do dppf exibem um processo de oxidação centrado no ferroceno além dos processos de oxiredução presentes nos outros centros metálicos da molécula. O estudo das alterações que podem ocorrer neste processo devido à presença de um segundo metal de transição ou dos ligantes é importante pois pode fornecer informações sobre como modular o potencial redox centrado no ligante ferrocenila, permitindo assim um controle de sua reatividade. Sendo assim, neste trabalho foi realizado um estudo eletroquímico, por voltametria cíclica, dos compostos (1),(2) e (5). Compostos de Ni(0) ou Ni(II) são conhecidos catalisadores em reações de oligomerização e polimerização de olefinas e dienos. Compostos ferrodinitrosilas e cobaltodinitrosilas, na presença de redutores, apresentam alta seletividade em reações de ciclomerização de dienos. Nestes sistemas catalíticos a atividade e seletividade doscompostos está intimamente relacionada com a natureza dos ligantes unidos ao metal de transição do percussor catalítico. Devido às características dos compostos sintetizados e estudados neste trabalho, decidiu-se verificar a possível influência do ligante ddpf, na atividade e seletividade das reações com dienos, escolhendo-se o butadieno como substrato modelo. Estudou-se, então, a atividade catalítica dos compostos (1),(2),(3),(4),(5) e dppfNiCl2 (6) frente ao butadieno, na ausência e presença do cocatalisador, AlEt2Cl.

Estimativa do potencial produtivo da soja e variabilidade espacial de área de produção

A busca de rendimentos elevados na cultura da soja, pressupõe o entendimento dos fatores responsáveis pela variabilidade dos parâmetros de planta que contribuem para o rendimento, e o desenvolvimento de metodologias para a avaliação destes parâmetros, em condições de lavoura. Como objetivos, o presente trabalho procurou estudar metodologias para a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia, e avaliar a variabilidade existente em comunidades, por técnicas de geoestatística. Experimentos foram realizados na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), localizada em Eldorado do Sul, RS, no período de 1996 a 2001. Parte do trabalho enfocou a determinação do potencial de rendimento da soja durante a ontogenia. Para que se possa elevar o rendimento é necessário entender o comportamento do potencial. Para tanto, utilizou-se metodologias baseadas na quantificação das estruturas reprodutivas da soja, com acompanhamento temporal de cultivares diferenciadas, durante a ontogenia. Outra etapa experimental constou da análise espacial e temporal da produção de grãos e seus componentes, em uma comunidade de plantas de soja, manejada como uma lavoura comercial. Nesta última utilizou-se, além de técnicas estatísticas usualmente empregadas na experimentação agrícola, procedimentos de geoestatística para a caracterização da variabilidade espacial e temporal presentes na área O trabalho demonstrou a existência de padrões similares entre cultivares e anos, para o potencial de rendimento e sua perda durante a ontogenia. Também evidenciou que é possível determinar a variabilidade espacial e temporal de comunidades de soja, mesmo trabalhando-se em nível de planta, e a capacidade das técnicas geoestatísticas em auxiliar na visualização de tal variabilidade. As técnicas empregadas podem servir de base para estudos aplicados, onde sua utilização pode ser uma ferramenta importante no manejo de áreas onde se busca maior precisão na agricultura, para aumentar o rendimento de grãos.

Potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte público urbano por ônibus

Essa dissertação analisa o potencial de medidas de gerenciamento da demanda no transporte coletivo por ônibus urbano, com foco na tarifa diferenciada por hora do dia. A simultaneidade temporal e espacial das atividades determina picos de demanda por transportes em certos horários do dia, causando congestionamento nas vias e sobrecarga nos transportes coletivos. Neste contexto, o transporte coletivo desempenha importante papel, uma vez que se constitui como único meio de transporte para grande parte da população, além de ser a alternativa mais sustentável para as viagens motorizadas. A conveniência de uma distribuição mais uniforme da demanda por viagens decorre das perdas provocadas pelo congestionamento e do desperdício de recursos que representa a capacidade ociosa do transporte coletivo e do sistema viário urbano nos horários de baixa demanda. Políticas de gerenciamento da demanda por transportes visando diluir os picos são aplicadas com fteqüência em grandes centros urbanos e, entre as medidas que atuam diretamente sobre a demanda por transporte coletivo, destacam-se as políticas tarifárias, programas de horário de trabalho flexível, escalonado, com semana comprimida ou teletrabalho, e, também, melhorias dos níveis de serviço. Tarifa diferenciada por hora do dia no transporte público é prática corrente em diversos países. Com o objetivo de influenciar o usuário quanto à escolha do horário de viagem, adotam-se valores tarifários mais altos para as viagens realizadas nos períodos de pico e mais baixos fora do pico Essa estratégia busca atrair a demanda mais elástica para os horários em que o sistema é menos solicitado. A justificativa para a discriminação apóia-se no fato de que a excessiva concentração de usuários em poucas horas do dia é um dos fatores responsáveis pela elevação dos custos totais do sistema. O estudo de caso permitiu analisar, através de modelagem comportamental, a resposta da demanda do período de pico a políticas de diferenciação tarifária por hora do dia. A metodologia empregada mostrou-se adequada e os resultados encontrados permitem concluir que políticas que contemplem variações tarifárias em troca de alterações nos horários de início da viagem podem ser empregadas no contexto analisado. Ainda, verificou-se que os entrevistados aos quais é proposta a antecipação do horário de viagem são mais elásticos do que aqueles aos quais é proposta a postergação do horário de viagem.

Avaliação do potencial alelopático de genótipos de sorgo

A utilização de genótipos de culturas com potencial alelopático superior é considerada uma importante alternativa para manejo de plantas daninhas. Estas cultivares também podem ser utilizadas para isolamento de substâncias potencialmente alelopáticas, como base para produção de herbicidas sintéticos. Contudo, há dificuldades para reproduzir-se a campo os resultados de atividade obtidos em ensaios conduzidos em laboratório. Este trabalho objetivou determinar a existência de variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos de raízes; relacionar o potencial alelopático mensurado em laboratório com a supressão diferencial de plantas daninhas por estes genótipos a campo; e verificar a importância de fatores limitantes do desempenho da substância sorgoleone em nível de campo. Realizaram-se experimentos em casa de vegetação e em laboratório para testar o potencial alelopático de extratos hidrofóbicos e hidrofílicos de plantas de sorgo e quantificar a produção e o comportamento ambiental de sorgoleone. No campo, foram quantificados os efeitos de diversos genótipos dessa cultura. Há variabilidade entre genótipos de sorgo quanto à produção de extratos hidrofóbicos. O aleloquímico sorgoleone é o principal componente de extratos hidrofóbicos de raízes de sorgo. Não se constatou relação de dependência entre produção de sorgoleone por genótipos de sorgo em laboratório e capacidade de supressão de plantas daninhas a campo, por estes genótipos. O genótipo de sorgo BR 601 apresenta potencial alelopático superior em laboratório, e pertence ao grupo de genótipos com maior efeito alelopático a campo. A limitada ação de sorgoleone a campo deve-se à elevada sorção aos colóides do solo e à reduzida concentração no ambiente externo às raízes.

Capacidade e demandas tecnológicas de indústrias alimentícias da Baixada Cuiabana e o potencial de interação com as universidades matogrosensses

O isolamento geográfico sempre representou um grande obstáculo ao crescimento e desenvolvimento econômico de regiões afastadas dos principais circuitos produtivos, relegando a tais regiões um papel secundário na produção nacional. Alterações nos paradigmas produtivos e melhorias nos sistemas de transportes, nos últimos anos, diminuíram as distâncias entre estados como Mato Grosso e o resto do mundo. A sociedade local, entretanto, ainda encontra-se em fase de transição de uma forte dependência das atividades agrícolas para uma industrialização ainda incipiente. Nesse contexto é de grande importância o desempenho da agroindústria local para o desenvolvimento regional. O objetivo deste trabalho é, num primeiro momento, identificar e descrever a capacidade e demandas tecnológicas de empresas do segmento da agroindústria de alimentos da região da Baixada Cuiabana, no Estado de Mato Grosso. Num segundo momento pretende-se verificar em que medida a produção científica e tecnológica das universidades pode solucionar os problemas tecnológicos identificados nas empresas. A pesquisa foi realizada com sete empresas legalmente formalizadas, que se disponibilizaram a participar do trabalho, nos setores de laticínios, frigoríficos, bebidas, processamento de soja e produção de derivados de guaraná, de um lado, e com as duas universidades locais, do outro. Os resultados demonstram que as empresas, apesar de possuírem uma função de engenharia, que acumula a gestão das áreas de produto e processo, possuem uma capacidade limitada a tentar dominar a tecnologia adquirida externamente, advindo daí suas principais demandas tecnológicas. As universidades locais, devido às suas várias deficiências estruturais, podem oferecer respostas limitadas aos problemas tecnológicos apresentados pelas empresas.

Estudo do potencial carcinogênico de poluentes utilizando simulação molecular

Substâncias carcinogênicas são diariamente lançadas no meio ambiente, tanto na atmosfera quanto em corpos hídricos. Estas são capazes de ligar-se a proteínas constituintes de tecidos vivos produzindo um carcinoma, cuja probabilidade de formação depende da afinidade do poluente com os grupos funcionais presentes nos substratos protéicos. Contudo, os mecanismos pelos quais ocorre a formação do carcinoma não estão totalmente esclarecidos. Alguns modelos baseados em propriedades moleculares foram formulados na tentativa de prever quais serão os mecanismos, compostos intermediários e produtos finais de reação. Porém, esses modelos apresentam sérias limitações por não levarem em conta a dinâmica do processo reativo. Para que se possa estimar os mecanismos, é preciso detectar a formação ou ruptura de ligações ao longo do tempo, o que torna necessário utilizar modelos transientes. O presente trabalho apresenta um modelo que resolve a equação de Schrödinger dependente do tempo para verificar qual o mecanismo de reação entre uma substância carcinogênica e um aminoácido. A simulação do cenário transiente proposto requer um baixo tempo de processamento e possibilita uma fácil interpretação dos resultados obtidos.

Levantamento de produção de resíduos agro-industriais e seu potencial de utilização na indústria da construção

Entre os temas de preocupação mundial encontra-se a quantidade e ação prejudicial dos resíduos industriais e urbanos ao meio ambiente. Os países desenvolvidos e em desenvolvimento estão trabalhando intensamente no estudo e soluções a esta temática. A industria da construção é uma das industrias que consume maior quantidade de materiais naturais, tendendo a produzir um esgotamento destes recursos. O custo e esgotamento das matérias primas que consome esta industria faz que grande parte dos países utilizem estes resíduos na melhoria de materiais de construção, gerando uma diminuição da agressão e poluição ao meio ambiente, melhorando a qualidade de vida.. O presente trabalho refere-se aos resíduos produzidos pela agro- industria e o aproveitamento destes dentro da industria da construção e, particularmente, no Uruguai. O objetivo desta pesquisa foi identificar quais são os resíduos agro-industriais possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção Uruguaia. Pora tal, compila-se dados sobre a quantidade de produtos agro-industriais, sua localização, quantidade de resíduos produzidos no processo de industrialização e local de deposição destes resíduos. O método geral de coleta de dados é um levantamento das publicações de dados do censo realizadas pelas instituições do estado e também das publicações de instituições mistas e privadas A identificação dos produtos agro-industriais levou a uma seleção prévia destes, baseada na degradação rápida e agressividade ao meio ambiente. Os produtos selecionados foram sujeitos a uma escolha de acordo com a maior produção destes, nos últimos anos. Determinou-se o estudo dos cultivos cerealíferos (arroz, trigo, milho, cevada cervejeira), couros e florestação. Numa revisão bibliográfica da utilização dos resíduos na geração dos novos materiais e/ou no melhoramento destes, desenvolvida simultaneamente com o levantamento de dados, focaliza-se a revisão a apenas dois tipos de resíduos, os produzidos pelo produto arroz e resíduos de couro curtido ao cromo como possíveis de serem utilizados do ponto de vista técnico e econômico na indústria da construção.

Análise comparativa do potencial de sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil

Este trabalho realiza uma análise do potencial dos sistemas centralizados para controle de tráfego no Brasil, executando uma comparação entre as diferentes tecnologias disponíveis, e os conseqüentes resultados obtidos. Estes resultados são apresentados, através de "cases", na forma de benefícios obtidos, comparados com os custos associados para a implantação de cada sistema. As partes que compõem estes sistemas são apresentadas através de um histórico do controle de tráfego e das evoluções tecnológicas dos equipamentos e dos critérios de controle utilizados. Um resumo dos panoramas atuais, americano e brasileiro, permite uma comparação, quanto à utilização e investimentos em sistemas centralizados para controle de tráfego. Ao final do trabalho é apresentada uma proposta, adequada à realidade brasileira, para implantação de sistemas centralizados de tráfego, baseada em uma metodologia de implantação em etapas, com investimentos e benefícios crescentes, atendendo gradativamente à demanda de cada município.