Efeitos de modificação dietética associada ou não a uma rotina de exercícios aeróbicos na microcirculação em modelo animal de obesidade exógena

A obesidade atinge proporções epidêmicas em países industrializados e está relacionada a uma série de doenças metabólicas e circulatórias. Nesse contexto, a atividade física, tratamento não farmacológico da obesidade, acessível a diversas populações e está relacionada com a redução do risco cardiovasvascular mesmo. O objetivo deste trabalho foi avaliar, após mudança ou não da dieta, associação ou não a um programa de treinamento aeróbico (PTA) durante 8 semanas, a possível reversibilidade dos danos causados por uma dieta hiperlipídica por 12 semanas. Para tal, 120 hamsters machos da espécie Mesocricetus auratus, com massa corporal de 60 g, foram distribuídos em quatro grupos, cada um subdividido em três subgrupos, com dez animais para diferentes análises. Os grupos Obeso Controle (OBC) e Obeso Exercitado (OBEX) receberam a ração hiperlipídica por 20 semanas, com adição do PTA ao grupo OBEX nas últimas 8 semanas. Os Obeso Ração Padrão (OBRP) e Obeso Ração Padrão/Exercício (OBRP/EX) tiveram a ração modificada para comercial padrão e adição do PTA ao grupo OBRP/EX após as 12 semanas iniciais. Para as análises microcirculatórias, a bolsa da bochecha foi usada para determinação do número máximo de extravasamentos induzidos por 30 min de isquemia seguida de reperfusão e da reatividade microvascular após a aplicação tópica de acetilcolina e nitroprussiato de sódio. No sangue coletado foi avaliado o perfil lipídico, glicemias quinzenais e leptina. As expressões de eNOS e iNOS foram determinadas na aorta por imunoblotting e a composição corporal avaliada nos tecidos adiposos visceral, urogenital e retroperitoneal, retirados no dia do experimento. Os resultados foram analisados com os métodos o teste estatístico de análise de variância (One Way ANOVA - Teste de Kruskal-Wallis), seguido pelo pós-teste de Dunn. Resultados mostram que a modificação dietética, associada ou não ao PTA, reduziu significativamente a massa corporal (p<0,0001), comprimento naso-anal (p=0,0011) e tecido adiposo (visceral [p<0,0001], urogenital [p=0.0004] e retroperitoneal [p= 0,0083]). Nas análises sanguíneas não foram encontradas diferenças com relação ao perfil lipídico e glicemia, já na leptina houve uma redução significativa (p=0,0039). A análise da reatividade microvascular mostrou melhora significativa na vasodilatação endotélio-dependente nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA. Nas medidas de permeabilidade a macromoléculas houve redução significativa no número de extravasamentos nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, (5 min [p= 0,0207] e 10 min [p= 0,0057]). Houve um aumento na expressão de eNOS nos grupos submetidos à modificação dietética associada ou não ao PTA, em comparação ao grupo OBC (p=0,0352). Os resultados mostraram que a modificação dietética, associada ao protocolo de treinamento aeróbico melhora a vasodilatação endotélio-dependente, aumenta a expressão da óxido nítrico sintase endotelial e reduz o número de extravasamentos induzidos por isquemia e reperfusão, mesmo sem melhoras nos marcadores bioquímicos tradicionais como glicemia e perfil lipídico.

Alorreatividade dos enxertos ósseos homólogos na reconstrução alveolar em humanos

Enxerto ósseo homólogo é utilizado independentemente da compatibilidade HLA entre doador e receptor ou uso de drogas imunossupressoras. Considerando o volume de transplantes ósseos realizados no Brasil e o possível efeito deletério da sensibilização HLA para o transplante de órgãos sólidos, este estudo tem como objetivo avaliar a alorreatividade do enxerto ósseo homólogo fresco-congelado utilizado na reconstrução alveolar com finalidade de reabilitação oral com prótese sobre implantes. Anticorpos anti-HLA e anti-MICA foram monitorados através do teste Labscreen Mixed, nos intervalos 0, 7, 30, 90 e 180 pós transplante ósseo em 15 pacientes (6 homens e 9 mulheres, idade média 58,1, DP=10,1) que estavam em tratamento no Instituto de Odontologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Caso resultado do teste Mixed fosse positivo (Razão de fundo normatizado, NBG>4,5) o teste Labscreen Single (tecnologia antígeno único por pérola, SABA) era realizado para verificar se os anticorpos anti-HLA eram específicos ao doador. Nenhum paciente relatou transplante prévio, 4 relataram transfusão prévia e todas as mulheres relataram gravidez. Dez pacientes não apresentaram reação positiva no dia 0 sendo considerados não sensibilizados previamente (NSP); destes, 6 pacientes permaneceram sem nenhuma evidência de sensibilização, 2 pacientes apresentaram reação positiva para Classe I e II; 2 para Classe I apenas; e 2 para MICA, sendo considerados sensibilizados pelo enxerto ósseo oral. Dois pacientes apresentaram aumento de Intensidade Média de Fluorescência (ΔMFI>1000) de anticorpos específicos ao doador para Classe I e Classe II, e 2 somente para Classe II, demonstrando uma reação específica ao doador. Os resultados sugerem uma alorreatividade HLA oscilatória ao enxerto ósseo homólogo em reconstruções alveolares, confirmada pela formação de anticorpos anti-HLA específicos ao doador em 4 pacientes (27%) da amostra.

Estudo da microcirculação na hanseníase usando videomicroscopia (Microscan) e laser-Doppler associado à iontoforese: um modelo de disautonomia vascular por denervação

A hanseníase é uma doença infecciosa com características únicas, dentre elas o fato de atingir intensamente a inervação da pele e seus anexos. Entremeando estes anexos, está a microcirculação cutânea, que a principio também tem sua inervação comprometida. Vários artigos apontam para alterações de disautonomiamicrocirculatória. O presente estudo se propõe a avaliar a microcirculação cutânea na hanseníase tuberculóide. Utilizamos a videomicroscopia de campo escuro (Microscan), a análise de Fourier do sinal do laser Doppler para estudo da vasomotricidade e o laser Doppler fluxometria associado à iontoforese de substâncias vasoativas (acetilcolina e nitroprussiato de sódio) para avaliação da reatividade vascular. Sete pacientes portadores de hanseníase tuberculóide, sem outras co-morbidades que pudessem alterar os parâmetros microcirculatórios, foram avaliados pelos métodos descritos e seus resultados foram comparados, com controles realizados nos próprios pacientes em área contralateral com pele sã. Em relação à vasomotricidade foi observada alteração estatisticamente significativa entre os grupos, apenas no componente endotelial. Em relação à iontoforese de substâncias vasoativas não se constatou diferenças entre as manchas e os controles. No Microscan, observamos as maiores alterações. Os resultados apresentados sugerem que, provavelmente devido à alteração inervatória decorrente da hanseníase tuberculóide, estes pacientes apresentam uma alteração quantitativa de vasos e também da reatividade vascular da microcirculação cutânea.

Hemisferectomia na vida adulta como modelo para o estudo das assimetrias cerebrais no controle da reatividade emocional e atividade locomotora em camundongos

Evidências sugerem que a lateralização cerebral é uma característica fundamental dos vertebrados. Nos seres humanos, tem sido sugerido que o hemisfério direito é especializado no processamento de informação emocional negativa e o hemisfério esquerdo no controle da função motora. Em roedores, evidências de lateralização hemisférica são escassas. Diante disso, utilizamos a hemisferectomia para avaliar a importância relativa de cada hemisfério no controle emocional e na atividade motora espontânea em camundongos. Machos adultos foram submetidos à hemisferectomia direita (HD), hemisferectomia esquerda (HE) ou a simulação da cirurgia (SHAM). Para ajudar na interpretação dos resultados, uma amostra adicional de camundongos foi submetida à aspiração unilateral da área frontoparietal esquerda (FPE), da área frontoparietal direito (FPD) ou a simulação da cirurgia (CONT). Quinze dias após a cirurgia, a reatividade emocional e a ambulação foram avaliadas no teste de campo aberto durante 10 minutos (dividido em intervalos de 1 min). A arena de campo aberto consistiu em uma caixa de polipropileno, cujo fundo foi dividido em 16 retângulos do mesmo tamanho. O número total de retângulos cruzados pelo animal foi utilizado como a medida da atividade locomotora espontânea. Considerando-se que os camundongos evitam áreas abertas, a locomoção no centro e o tempo despendido nos retângulos centrais foram utilizados para avaliar a reatividade emocional. Em relação à atividade locomotora as duas técnicas cirúrgicas revelaram assimetrias na direção oposta. A atividade locomotora do grupo HE aumentou ao longo do período de teste e foi maior do que a dos grupos HD e SHAM. Em contraste, a atividade locomotora do grupo FPD diminuiu ao longo do período de teste e foi superior a ambos os grupos, FPE e CONT. Em relação à reatividade emocional, o grupo HE passou menos tempo na área central que os grupos HD e CONT. Não foram observadas diferenças entre FPD, FPE e o grupo CONT. Os nossos resultados sugerem que os dois hemisférios contribuem de forma assimétrica para controlar de reatividade emocional e para controlar de atividade motora em camundongos. De forma semelhante ao que é observado em humanos, o hemisfério direito dos camundongos foi mais associado com o processamento de informação emocional negativa. Em relação aos dados de hiperatividade, as diferenças observadas entre os animais hemisferectomizados e com lesão frontoparietal sugerem que mais de um circuito (ou sistema) lateralizado pode mediar a atividade locomotora espontânea.

Caracterização de Bacilos Gram-Negativos Não Fermentadores não usuais em bacteremias pelas técnicas de Matrix-Assisted Laser Desorption IonizationTime of Flight Mass Spectrometry, sequenciamento de DNA e método fenotípico convencional

Alguns Bastonetes Gram-negativos não fermentadores (BGNNF) costumam ser considerados clinicamente pouco significantes e a sua implicação em infecções é subestimada. Devido à similaridade fenotípica, mudanças taxonômicas, baixa reatividade bioquímica e limitações nos bancos de dados em sistemas comerciais, a identificação de BGNNF é frequentemente equivocada, culminando com a denominação de diferentes micro-organismos apenas como BGNNF, por falta de melhor diferenciação. O objetivo desse estudo foi avaliar, por métodos fenotípico convencional, proteômico e molecular, a identificação de BGNNF incomuns isolados em hemoculturas de pacientes atendidos em um hospital universitário no Rio de Janeiro. Foram selecionadas 78 amostras isoladas de hemoculturas caracterizadas no laboratório clinico como BGNNF para a identificação por sequenciamento dos genes 16S RNA e recA, por um conjunto amplo de testes fenotípicos manuais e por MALDI-TOF MS. Os micro-organismos predominantes na amostragem foram genotipados pela técnica de eletroforese em gel de campo pulsado (PFGE). Pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, a maioria das amostras (n=31; 40%) foi incluída no gênero Burkholderia, seguido de Pseudomonas stutzeri (10%) e Delftia acidovorans (4%). Os demais isolados foram agrupados em 27 diferentes espécies. O sequencimento do gene recA identificou a maioria das espécies de Burkholderia como Burkholderia contaminans (n=19; 24%). Os testes fenotípicos incluíram as 31 amostras apenas no CBc e para as outras 47 amostras, a concordância com o sequenciamento do gene 16S rRNA em nível de espécie foi de 64% (n=30) e apenas em gênero a concordância foi de 17% (n=8). A análise comparativa geral da identificação por MALDI-TOF MS com o sequenciamento do gene16S rRNA mostrou que 42% (n=33) das 78 amostras foram concordantes em nível de espécie e 45% (n=35) apenas em gênero. Excluindo as amostras do CBc, houve um aumento da concordância em nível de espécie para 60%. As discordâncias parecem ser devido às diferenças nos perfis proteicos das amostras em relação às amostras-referência do banco de dados do equipamento e podem ser aprimorados com a atualização de perfis no sistema. A análise do polimorfismo genético de B. contaminans mostrou a ausência de um clone disseminado causando surto, além da provável origem ambiental das infecções. Os setores de nefrologia e hemodiálise contribuíram com maior número de pacientes com amostras positivas (5 pacientes e 9 amostras). Os grupos clonais BcoD e BcoE foram encontrados em pacientes assistidos no mesmo setor com diferença de quatro meses (BcoD, nefrologia) e 1,5 ano (BcoE, hemodilálise), entre as culturas, respectivamente. As discordâncias entre as técnicas ocorreram principalmente devido a dificuldade de identificação das espécies do CBc. Os BGNNF incomuns são de difícil caracterização independente da metodologia usada e nenhum método por si só foi capaz de identificar todas as amostras.

Expression of CD175 (Tn), CD175s (sialosyl-Tn) and CD176 (Thomsen-Friedenreich antigen) on malignant human hematopoietic cells

The expression of the histo-blood group carbohydrate structures T-nouvelle (Tn, CD175), sialylated To (CD175s) and the Thomsen-Friedenreich disaccharide (TF, CD176) on human leukemia cell lines was analyzed by their reactivity with specific monoclonal ant

Near-complete transuranic waste incineration in a thorium fuelled pressurised water reactor

The production of long-lived transuranic (TRU) waste is a major disadvantage of fission-based nuclear power. Incineration, and virtual elimination, of waste stockpiles is possible in a thorium (Th) fuelled critical or subcritical fast reactor. Fuel cycles producing a net decrease in TRUs are possible in conventional pressurised water reactors (PWRs). However, minor actinides (MAs) have a detrimental effect on reactivity and stability, ultimately limiting the quality and quantity of waste that can be incinerated. In this paper, we propose using a thorium-retained-actinides fuel cycle in PWRs, where the reactor is fuelled with a mixture of thorium and TRU waste, and after discharge all actinides are reprocessed and returned to the reactor. To investigate the feasibility and performance of this fuel cycle an assembly-level analysis for a one-batch reloading strategy was completed over 125 years of operation using WIMS 9. This one-batch analysis was performed for simplicity, but allowed an indicative assessment of the performance of a four-batch fuel management strategy. The build-up of 233U in the reactor allowed continued reactive and stable operation, until all significant actinide populations had reached pseudo-equilibrium in the reactor. It was therefore possible to achieve near-complete transuranic waste incineration, even for fuels with significant MA content. The average incineration rate was initially around 330 kg per GW th year and tended towards 250 kg per GW th year over several decades: a performance comparable to that achieved in a fast reactor. Using multiple batch fuel management, competitive or improved end-of-cycle burn-up appears achievable. The void coefficient (VC), moderator temperature coefficient (MTC) and Doppler coefficient remained negative. The quantity of soluble boron required for a fixed fuel cycle length was comparable to that for enriched uranium fuel, and acceptable amounts can be added without causing a positive VC or MTC. This analysis is limited by the consideration of a single fuel assembly, and it will be necessary to perform a full core coupled neutronic-thermal-hydraulic analysis to determine if the design in its current form is feasible. In particular, the potential for positive VCs if the core is highly or locally voided is a cause for concern. However, these results provide a compelling case for further work on concept feasibility and fuel management, which is in progress. © 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The performance of closed reactor grade plutonium-thorium fuel cycles in reduced-moderation pressurised water reactors

The production of long-lived transuranic (TRU) waste is a major disadvantage of fission-based nuclear power. Previous work has indicated that TRU waste can be virtually eliminated in a pressurised water reactor (PWR) fuelled with a mixture of thorium and TRU waste, when all actinides are returned to the reactor after reprocessing. However, the optimal configuration for a fuel assembly operating this fuel cycle is likely to differ from the current configuration. In this paper, the differences in performance obtained in a reduced-moderation PWR operating this fuel cycle were investigated using WIMS. The chosen configuration allowed an increase of at least 20% in attainable burn-up for a given TRU enrichment. This will be especially important if the practical limit on TRU enrichment is low. The moderator reactivity coefficients limit the enrichment possible in the reactor, and this limit is particularly severe if a negative void coefficient is required for a fully voided core. Several strategies have been identified to mitigate this. Specifically, the control system should be designed to avoid a detrimental effect on moderator reactivity coefficients. The economic viability of this concept is likely to be dependent on the achievable thermal-hydraulic operating conditions. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Accelerator-induced transients in Accelerator Driven Subcritical Reactors

Achieving higher particles energies and beam powers have long been the main focus of research in accelerator technology. Since Accelerator Driven Subcritical Reactors (ADSRs) have become the subject of increasing interest, accelerator reliability and modes of operation have become important matters that require further research and development in order to accommodate the engineering and economic needs of ADSRs. This paper focuses on neutronic and thermo-mechanical analyses of accelerator-induced transients in an ADSR. Such transients fall into three main categories: beam interruptions (trips), pulsed-beam operation, and beam overpower. The concept of a multiple-target ADSR is shown to increase system reliability and to mitigate the negative effects of beam interruptions, such as thermal cyclic fatigue in the fuel cladding and the huge financial cost of total power loss. This work also demonstrates the effectiveness of the temperature-to-reactivity feedback mechanisms in ADSRs. A comparison of shutdown mechanisms using control rods and beam cut-off highlights the intrinsic safety features of ADSRs. It is evident that the presence of control rods is crucial in an industrial-scale ADSR. This paper also proposes a method to monitor core reactivity online using the repetitive pattern of beam current fluctuations in a pulsed-beam operation mode. Results were produced using PTS-ADS, a computer code developed specifically to study the dynamic neutronic and thermal responses to beam transients in subcritical reactor systems. © 2012 Elsevier B.V.

A high performance oxygen storage material for chemical looping processes with CO2 capture

Chemical looping combustion (CLC) is a novel combustion technology that involves cyclic reduction and oxidation of oxygen storage materials to provide oxygen for the combustion of fuels to CO2 and H2O, whilst giving a pure stream of CO2 suitable for sequestration or utilisation. Here, we report a method for preparing of oxygen storage materials from layered double hydroxides (LDHs) precursors and demonstrate their applications in the CLC process. The LDHs precursor enables homogeneous mixing of elements at the molecular level, giving a high degree of dispersion and high-loading of active metal oxide in the support after calcination. Using a Cu-Al LDH precursor as a prototype, we demonstrate that rational design of oxygen storage materials by material chemistry significantly improved the reactivity and stability in the high temperature redox cycles. We discovered that the presence of sodium-containing species were effective in inhibiting the formation of copper aluminates (CuAl2O4 or CuAlO 2) and stabilising the copper phase in an amorphous support over multiple redox cycles. A representative nanostructured Cu-based oxygen storage material derived from the LDH precursor showed stable gaseous O2 release capacity (∼5 wt%), stable oxygen storage capacity (∼12 wt%), and stable reaction rates during reversible phase changes between CuO-Cu 2O-Cu at high temperatures (800-1000 °C). We anticipate that the strategy can be extended to manufacture a variety of metal oxide composites for applications in novel high temperature looping cycles for clean energy production and CO2 capture. © The Royal Society of Chemistry 2013.

Thermal evolution of Er silicate thin films grown by rf magnetron sputtering

Stoichiometric Er silicate thin films, monosilicate (Er2SiO 5) and disilicate (Er2Si2O7), have been grown on c-Si substrates by rf magnetron sputtering. The influence of annealing temperature in the range 1000-1200 °C in oxidizing ambient (O 2) on the structural and optical properties has been studied. In spite of the known reactivity of rare earth silicates towards silicon, Rutherford backscattering spectrometry shows that undesired chemical reactions between the film and the substrate can be strongly limited by using rapid thermal treatments. Monosilicate and disilicate films crystallize at 1100 and 1200 °C, respectively, as shown by x-ray diffraction analysis; the crystalline structures have been identified in both cases. Moreover, photoluminescence (PL) measurements have demonstrated that the highest PL intensity is obtained for Er2Si2O7 film annealed at 1200 °C. In fact, this treatment allows us to reduce the defect density in the film, in particular by saturating oxygen vacancies, as also confirmed by the increase of the lifetime of the PL signal. © 2008 IOP Publishing Ltd.

Optical and structural properties of Er2O3 films grown by magnetron sputtering

The structural properties and the room temperature luminescence of Er 2O3 thin films deposited by magnetron sputtering have been studied. In spite of the well-known high reactivity of rare earth oxides towards silicon, films characterized by good morphological properties have been obtained by using a SiO2 interlayer between the film and the silicon substrate. The evolution of the properties of the Er2O3 films due to thermal annealing processes in oxygen ambient performed at temperatures in the range of 800-1200°C has been investigated in detail. The existence of well defined annealing conditions (rapid treatments at a temperature of 1100°C or higher) allowing to avoid the occurrence of extensive chemical reactions with the oxidized substrate has been demonstrated; under these conditions, the thermal process has a beneficial effect on both structural and optical properties of the film, and an increase of the photoluminescence (PL) intensity by about a factor of 40 with respect to the as-deposited material has been observed. The enhanced efficiency of the photon emission process has been correlated with the longer lifetime of the PL signal. Finally, the conditions leading to a reaction of Er2O3 with the substrate have been also identified, and evidences about the formation of silicate-like phases have been collected. © 2006 American Institute of Physics.

A genetically mediated bias in decision making driven by failure of amygdala control.

Genetic variation at the serotonin transporter-linked polymorphic region (5-HTTLPR) is associated with altered amygdala reactivity and lack of prefrontal regulatory control. Similar regions mediate decision-making biases driven by contextual cues and ambiguity, for example the "framing effect." We hypothesized that individuals hemozygous for the short (s) allele at the 5-HTTLPR would be more susceptible to framing. Participants, selected as homozygous for either the long (la) or s allele, performed a decision-making task where they made choices between receiving an amount of money for certain and taking a gamble. A strong bias was evident toward choosing the certain option when the option was phrased in terms of gains and toward gambling when the decision was phrased in terms of losses (the frame effect). Critically, this bias was significantly greater in the ss group compared with the lala group. In simultaneously acquired functional magnetic resonance imaging data, the ss group showed greater amygdala during choices made in accord, compared with those made counter to the frame, an effect not seen in the lala group. These differences were also mirrored by differences in anterior cingulate-amygdala coupling between the genotype groups during decision making. Specifically, lala participants showed increased coupling during choices made counter to, relative to those made in accord with, the frame, with no such effect evident in ss participants. These data suggest that genetically mediated differences in prefrontal-amygdala interactions underpin interindividual differences in economic decision making.

Confidence in beliefs about pain predicts expectancy effects on pain perception and anticipatory processing in right anterior insula.

Psychological factors play a major role in exacerbating chronic pain. Effective self-management of pain is often hindered by inaccurate beliefs about the nature of pain which lead to a high degree of emotional reactivity. Probabilistic models of perception state that greater confidence (certainty) in beliefs increases their influence on perception and behavior. In this study, we treat confidence as a metacognitive process dissociable from the content of belief. We hypothesized that confidence is associated with anticipatory activation of areas of the pain matrix involved with top-down modulation of pain. Healthy volunteers rated their beliefs about the emotional distress that experimental pain would cause, and separately rated their level of confidence in this belief. Confidence predicted the influence of anticipation cues on experienced pain. We measured brain activity during anticipation of pain using high-density EEG and used electromagnetic tomography to determine neural substrates of this effect. Confidence correlated with activity in right anterior insula, posterior midcingulate and inferior parietal cortices during the anticipation of pain. Activity in the right anterior insula predicted a greater influence of anticipation cues on pain perception, whereas activity in right inferior parietal cortex predicted a decreased influence of anticipatory cues. The results support probabilistic models of pain perception and suggest that confidence in beliefs is an important determinant of expectancy effects on pain perception.

Anxiety reduction through detachment: subjective, physiological, and neural effects.

The ability to volitionally regulate emotions helps to adapt behavior to changing environmental demands and can alleviate subjective distress. We show that a cognitive strategy of detachment attenuates subjective and physiological measures of anticipatory anxiety for pain and reduces reactivity to receipt of pain itself. Using functional magnetic resonance imaging, we locate the potential site and source of this modulation of anticipatory anxiety in the medial prefrontal/anterior cingulate and anterolateral prefrontal cortex, respectively.