Strategie alimentari atte a incrementare il contenuto di Omega3 e CLA del latte

Tra i componenti naturali biologicamente attivi, e con cui è possibile arricchire il latte, notevole importanza rivestono gli acidi grassi Omega3 e i CLA. I ruoli benefici svolti da questi particolari lipidi si manifestano soprattutto nella regolazione dei processi infiammatori, nella prevenzione del diabete e delle malattie cardiovascolari; è inoltre dimostrato come i CLA abbiano attività anticancerogena e ipocolesterolemica, stimolino il sistema immunitario e prevengano l’insorgenza del diabete e delle malattie croniche non trasmissibili. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di individuare, in condizioni sperimentali controllate e nelle comuni realtà di allevamento, le possibili strategie alimentari atte ad aumentare le concentrazioni di Omega-3 e CLA del latte vaccino, senza penalizzare i titoli di grasso del latte. I lavori sperimentali effettuati possono essere distinti in 3 fasi: una prima fase in cui l’oggetto principale delle ricerche svolte è stato l’incremento in acidi grassi Omega3 del latte, una seconda fase in cui l’obiettivo si è allargato anche all’incremento delle concentrazioni in CLA, e una terza fase che ha avuto come scopo quello di incrementare i livelli di Omega3 e CLA del latte senza penalizzare i titoli di grasso. Le strategie alimentari più efficaci si sono basate sulla modificazione degli apporti lipidici della razione attraverso la supplementazione con seme di soia o relativo olio, semi di lino o relativo olio, olii di pesce e acido stearico. Le ricerche svolte hanno evidenziato come, attraverso opportune ed accurate modulazioni degli apporti lipidici delle razioni, sia di fatto possibile innalzare i contenuti di acidi grassi della serie Omega3 e CLA nel latte vaccino, senza penalizzare i titoli del grasso del latte.

Ecological modelling for next generation sequencing data

Le tecniche di next generation sequencing costituiscono un potente strumento per diverse applicazioni, soprattutto da quando i loro costi sono iniziati a calare e la qualità dei loro dati a migliorare. Una delle applicazioni del sequencing è certamente la metagenomica, ovvero l'analisi di microorganismi entro un dato ambiente, come per esempio quello dell'intestino. In quest'ambito il sequencing ha permesso di campionare specie batteriche a cui non si riusciva ad accedere con le tradizionali tecniche di coltura. Lo studio delle popolazioni batteriche intestinali è molto importante in quanto queste risultano alterate come effetto ma anche causa di numerose malattie, come quelle metaboliche (obesità, diabete di tipo 2, etc.). In questo lavoro siamo partiti da dati di next generation sequencing del microbiota intestinale di 5 animali (16S rRNA sequencing) [Jeraldo et al.]. Abbiamo applicato algoritmi ottimizzati (UCLUST) per clusterizzare le sequenze generate in OTU (Operational Taxonomic Units), che corrispondono a cluster di specie batteriche ad un determinato livello tassonomico. Abbiamo poi applicato la teoria ecologica a master equation sviluppata da [Volkov et al.] per descrivere la distribuzione dell'abbondanza relativa delle specie (RSA) per i nostri campioni. La RSA è uno strumento ormai validato per lo studio della biodiversità dei sistemi ecologici e mostra una transizione da un andamento a logserie ad uno a lognormale passando da piccole comunità locali isolate a più grandi metacomunità costituite da più comunità locali che possono in qualche modo interagire. Abbiamo mostrato come le OTU di popolazioni batteriche intestinali costituiscono un sistema ecologico che segue queste stesse regole se ottenuto usando diverse soglie di similarità nella procedura di clustering. Ci aspettiamo quindi che questo risultato possa essere sfruttato per la comprensione della dinamica delle popolazioni batteriche e quindi di come queste variano in presenza di particolari malattie.

Genetic and environmental factors associated with cardiovascular diseases and acute myocardial infarction

Acute myocardial infarction (AMI) is a multifactorial disease with a complex pathogenesis where lifestyle, individual genetic background and environmental risk factors are involved. Altered inflammatory responses seems to be implicated in the pathogenesis of atherosclerosis. To understand which genes may predispose to increased risk of cardiovascular disease gene polymorphism of immune regulatory genes, and clinical events from the Offs of parents with an early AMI were investigated. Genetics data from Offs were compared with those obtained from healthy subjects and an independent cohort of patients with clinical sporadic AMI. Rates of clinical events during a 24 years follow up from Offs and from an independent Italian population survey were also evaluated. This study showed that a genetic signature consisting of the concomitant presence of the CC genotype of VEGF, the A allele of IL-10 and the A allele of IFN-γ was indeed present in the Offs population. During the 24-year follow-up, Offs with a positive familiarity in spite of a relatively young age showed an increased prevalence of diabetes, ischemic heart disease and stroke. In these patients with the genetic signature the EBV and HHV-6 herpes virus were also investigated and founded. These findings reinforce the notion that subjects with a familial history of AMI are at risk of an accelerated aging of cardiovascular system resulting in cardiovascular events. These data suggest that selected genes with immune regulatory functions and envoronmental factors are part of the complex genetic background contributing to familiarity for cardiovascular diseases.N

Caratterizzazione di un setup miniaturizzato per studi di elettrofisiologia

La messa a punto di tecniche come il patch clamp e la creazione di doppi strati lipidici artificiali (artificial bilayers) ha permesso di effettuare studi su canali ionici per valutarne la permeabilità, la selettività ionica, la dipendenza dal voltaggio e la cinetica, sia in ambito di ricerca, per analizzarne il funzionamento specifico, sia in quello farmaceutico, per studiare la risposta cellulare a nuovi farmaci prodotti. Tali tecniche possono essere inoltre impiegate nella realizzazione di biosensori, combinando così i vantaggi di specificità e sensibilità dei sistemi biologici alla veloce risposta quantitativa degli strumenti elettrochimici. I segnali in corrente che vengono rilevati con questi metodi sono dell’ordine dei pA e richiedono perciò l’utilizzo di strumentazioni molto costose e ingombranti per amplificarli, analizzarli ed elaborarli correttamente. Il gruppo di ricerca afferente al professor Tartagni della facoltà di ingegneria di Cesena ha sviluppato un sistema miniaturizzato che possiede molte delle caratteristiche richieste per questi studi. L’obiettivo della tesi riguarda la caratterizzazione sperimentale di tale sistema con prove di laboratorio eseguite in uno spazio ridotto e senza l’impiego di ulteriori strumentazioni ad eccezione del PC. In particolare le prove effettuate prevedono la realizzazione di membrane lipidiche artificiali seguita dall’inserimento e dallo studio del comportamento di due particolari canali ionici comunemente utilizzati per questa tipologia di studi: la gramicidina A, per la facilità d’inserimento nella membrana e per la bassa conduttanza del singolo canale, e l’α-emolisina, per l’attuale impiego nella progettazione e realizzazione di biosensori. Il presente lavoro si sviluppa in quattro capitoli di seguito brevemente riassunti. Nel primo vengono illustrate la struttura e le funzioni svolte dalla membrana cellulare, rivolgendo particolare attenzione ai fosfolipidi e alle proteine di membrana; viene inoltre descritta la struttura dei canali ionici utilizzati per gli esperimenti. Il secondo capitolo comprende una descrizione del metodo utilizzato per realizzare i doppi strati lipidici artificiali, con riferimento all’analogo elettrico che ne risulta, ed una presentazione della strumentazione utilizzata per le prove di laboratorio. Il terzo e il quarto capitolo sono dedicati all’elaborazione dei dati raccolti sperimentalmente: in particolare vengono prima analizzati quelli specifici dell’amplificatore, quali quelli inerenti il rumore che si somma al segnale utile da analizzare e la variabilità inter-prototipo, successivamente si studiano le prestazioni dell’amplificatore miniaturizzato in reali condizioni sperimentali e dopo aver inserito i canali proteici all’interno dei bilayers lipidici.

Electrochemical surface modification of Single walled carbon nanotubes and graphene-based electrodes for (bio)sensing applications

Sensors are devices that have shown widespread use, from the detection of gas molecules to the tracking of chemical signals in biological cells. Single walled carbon nanotube (SWCNT) and graphene based electrodes have demonstrated to be an excellent material for the development of electrochemical biosensors as they display remarkable electronic properties and the ability to act as individual nanoelectrodes, display an excellent low-dimensional charge carrier transport, and promote surface electrocatalysis. The present work aims at the preparation and investigation of electrochemically modified SWCNT and graphene-based electrodes for applications in the field of biosensors. We initially studied SWCNT films and focused on their topography and surface composition, electrical and optical properties. Parallel to SWCNTs, graphene films were investigated. Higher resistance values were obtained in comparison with nanotubes films. The electrochemical surface modification of both electrodes was investigated following two routes (i) the electrografting of aryl diazonium salts, and (ii) the electrophylic addition of 1, 3-benzodithiolylium tetrafluoroborate (BDYT). Both the qualitative and quantitative characteristics of the modified electrode surfaces were studied such as the degree of functionalization and their surface composition. The combination of Raman, X-ray photoelectron spectroscopy, atomic force microscopy, electrochemistry and other techniques, has demonstrated that selected precursors could be covalently anchored to the nanotubes and graphene-based electrode surfaces through novel carbon-carbon formation.

Grafene e ossido di grafene: applicazioni in elettrochimica e catalisi

In questo lavoro di tesi si è applicato dei materiali a base di ossido di grafene in ambito catalitico ed elettrochimico, dopo uno studio iniziale delle proprietà del materiale di partenza tramite XRD, ATR, Raman e SEM-EDS e la sua evoluzione durante processi di riduzione per ottimizzare il suo utilizzo. In particolare è stato depositato l’ossido di grafene su delle sfere di Al2O3 (γ-Al2O3 e α-Al2O3) per preparare dei catalizzatori eterogenei per la produzione di 2,5-biidrossimetilfurano (BHMF) tramite idrogenazione del 5-idrossimetilfurfurale (HMF). Le prestazioni del catalizzatore costituito di sfere di γ-Al2O3 ricoperte di GO sono state paragonate alle prestazioni di un sistema analogo ma contenente anche Pt 1%wt coimpregnato e alle performance della sospensione di GO non supportata. In ambito elettrochimico è stato preparato ed ottimizzato un sensore a base di ossido di grafene per determinare la concentrazione del glucosio, fondamentale per i soggetti diabetici. Nell’intenzione di ampliare le condizioni di impiego rispetto ai biosensori, sono stati studiati elettrodi modificati con ossido di grafene e composti tipo idrotalciti, i quali operano in ambiente basico sfruttando il fenomeno di scavenging del Ni.

Progettazione e realizzazione di servizi e applicativi con architettura REST in ambito sanitario

Le patologie croniche quali nefropatie, obesità, cardiopatie e diabete, nelle prime fasi del loro sviluppo sono asintomatiche. È stato realizzato un'applicativo web, denominato Viewpoint, in grado di prevedere l'insorgenza dell'insufficienza renale cronica, a partire dai risultati delle analisi di laboratorio, per poter applicare un'azione di prevenzione sui pazienti. Il sistema si avvale di risorse REST e utilizza l'architettura EJB. In particolare, è stata curata la sezione analitica, in grado di visualizzare dati aggregati ed effettuare analisi what-if sul numero dei pazienti e sulle risorse dispensate dal SSN.

Procedural and dosimetric aspects in peripheral angiography using CO2 as contrast medium

Lo scopo di questa tesi è lo studio degli aspetti procedurali e dosimetrici in angiografie periferiche che utilizzano la CO2 come mezzo di contrasto. La tecnica angiografica consiste nell’imaging radiologico di vasi sanguigni tramite l’iniezione di un mezzo di contrasto, e il suo uso è in costante incremento a causa dell’aumento di pazienti con malattie vascolari. I mezzi di contrasto iodati sono i più comunemente utilizzati e permettono di ottenere immagini di ottima qualità, ma presentano il limite di una elevata nefrotossicità. La CO2 è considerata un’interessante alternativa al mezzo iodato, per la sua acclarata biocompatibilità, soprattutto per pazienti con elevati fattori di rischio (diabete e/o insufficienza renale). Il suo utilizzo presenta comunque alcuni aspetti problematici, dovuti allo stato gassoso e al basso contrasto intrinseco rispetto alla soluzione iodata. Per quest’ultimo motivo si ritiene generalmente che l’utilizzo della CO2 comporti un aumento di dose rispetto ai mezzi di contrasto tradizionali. Il nostro studio, effettuato su diversi apparati radiologici, ha dimostrato che i parametri di emissione radiologica sono gli stessi per i protocolli di angiografia tradizionale, con iodio, e quelli che utilizzano CO2. Questa evidenza suggerisce che i protocolli CO2 operino solo sul trattamento delle immagini ottenute e non sulla modalità di acquisizione, e dal punto di vista dosimetrico l’angiografia con CO2 è riconducibile all’angiografia tradizionale. L’unico fattore che potrebbe portare a un effettivo incremento di dose al paziente è un allungamento dei tempi di scopia e di procedura, che andrebbe verificato con una campagna di misure in ambito clinico. Sulla base della stessa evidenza, si ritiene che la visualizzazione della CO2 possa essere ulteriormente migliorata attraverso l’ottimizzazione dei parametri di emissione radiologica (kVp, frame rate e durata degli impulsi) attualmente predisposti per l’uso di mezzi di contrasto iodati.

Progettazione e sviluppo del sistema di analisi dati del registro diabetici

L'obiettivo di questa tesi è la progettazione e realizzazione di una porzione del sistema informatico relativo al registro di patologia per il diabete. L'attività di progettazione e realizzazione del Registro diabetici è stata svolta prevalentemente durante il tirocinio presso il SITIC e ha compreso fasi di ricerca, analisi e sviluppo di un'applicazione in Qlikview.

Efeito de 16 semanas de treinamento físico, sem controle alimentar, sobre o perfil lipídico e pressão arterial

Este estudo investiga a importância do exercício físico na prevençao de Doenças Crônicas Nao Transmissíveis. Seu objetivo é verificar o efeito de 16 semanas de exercícios físicos no perfil lipídico e pressao arterial. O grupo de estudo foi composto por 12 voluntários, com faixa etária de 40 a 60 anos, com média de colesterol total e LDL insignificantemente acima dos valores limítrofe e pré-hipertensos. Os indivíduos foram submetidos á avaliaçao médica; análise laboratorial; teste físico e 16 semanas de treinamento físico com frequência de três vezes por semana. Todos os procedimentos foram repedidos ao final. Houve reduçao significativa do Indice de Massa Corporal, Colesterol LDL, Pressao Arterial Diastólica e aumento da glicemia e do desempenho físico. Nao se modificaram o Colesterol Total, Colesterol HDL e Triglicerídeos. O programa de exercícios, mesmo sem o controle de dieta, foi suficiente para provocar as alteraçoes descritas do perfil lipídico, comprovando sua importância na prevençao de doenças cardíacas

Efeito de 16 semanas de treinamento físico, sem controle alimentar, sobre o perfil lipídico e pressão arterial

Este estudo investiga a importância do exercício físico na prevençao de Doenças Crônicas Nao Transmissíveis. Seu objetivo é verificar o efeito de 16 semanas de exercícios físicos no perfil lipídico e pressao arterial. O grupo de estudo foi composto por 12 voluntários, com faixa etária de 40 a 60 anos, com média de colesterol total e LDL insignificantemente acima dos valores limítrofe e pré-hipertensos. Os indivíduos foram submetidos á avaliaçao médica; análise laboratorial; teste físico e 16 semanas de treinamento físico com frequência de três vezes por semana. Todos os procedimentos foram repedidos ao final. Houve reduçao significativa do Indice de Massa Corporal, Colesterol LDL, Pressao Arterial Diastólica e aumento da glicemia e do desempenho físico. Nao se modificaram o Colesterol Total, Colesterol HDL e Triglicerídeos. O programa de exercícios, mesmo sem o controle de dieta, foi suficiente para provocar as alteraçoes descritas do perfil lipídico, comprovando sua importância na prevençao de doenças cardíacas

Efeito de 16 semanas de treinamento físico, sem controle alimentar, sobre o perfil lipídico e pressão arterial

Este estudo investiga a importância do exercício físico na prevençao de Doenças Crônicas Nao Transmissíveis. Seu objetivo é verificar o efeito de 16 semanas de exercícios físicos no perfil lipídico e pressao arterial. O grupo de estudo foi composto por 12 voluntários, com faixa etária de 40 a 60 anos, com média de colesterol total e LDL insignificantemente acima dos valores limítrofe e pré-hipertensos. Os indivíduos foram submetidos á avaliaçao médica; análise laboratorial; teste físico e 16 semanas de treinamento físico com frequência de três vezes por semana. Todos os procedimentos foram repedidos ao final. Houve reduçao significativa do Indice de Massa Corporal, Colesterol LDL, Pressao Arterial Diastólica e aumento da glicemia e do desempenho físico. Nao se modificaram o Colesterol Total, Colesterol HDL e Triglicerídeos. O programa de exercícios, mesmo sem o controle de dieta, foi suficiente para provocar as alteraçoes descritas do perfil lipídico, comprovando sua importância na prevençao de doenças cardíacas

CONVICÇÕES DE SAÚDE DE PAIS DE CRIANÇAS PORTADORAS DE DIABETES MELLITUS TIPO 1

O Diabetes Mellitus tipo 1 geralmente ocorre na infância ou adolescência e repercute de forma dramática na vida dos pais. A família é fundamental no tratamento do paciente: representa o alicerce que influenciará na aceitação ou não da enfermidade por parte do portador. Por isso, os objetivos deste estudo foram descrever as convicções de saúde de pais de crianças portadoras de diabetes mellitus tipo 1 e compreender mudanças comportamentais e psíquicas que possam influenciar na conduta em relação ao tratamento. Investigou-se 13 pessoas, pais de crianças de 11 meses a 10 anos portadoras de Diabetes Mellitus Tipo 1, por intermédio de uma entrevista para levantamento e descrição de fatores de convicção de saúde. Os dados foram avaliados com base em um modelo de “convicção de saúde”. Esse modelo avaliou: impacto do diagnóstico, suscetibilidade, severidade, benefícios, barreiras, eficácia própria e expectativa de futuro de cada um dos pais. Os resultados mostraram que os pais experimentam dificuldades, medos e inseguranças, pela doença do filho. Ao relatarem as situações vividas desde o diagnóstico até o momento atual, em todas as etapas, os pais revelam intenso sofrimento. Eles são constantemente invadidos por medo de perda tanto no presente como no futuro em função das complicações da doença. A partir desses resultados recomenda-se que os pais recebam atendimento de uma equipe multidisciplinar com conhecimento específico e com a finalidade de informar sobre a doença e aplacar os medos e inseguranças que criam obstáculos para a adesão ao tratamento. Espera-se com este tipo de atendimento melhorar e a qualidade de vida do paciente e de sua família.

CONVICÇÕES DE SAÚDE DE PAIS DE CRIANÇAS PORTADORAS DE DIABETES MELLITUS TIPO 1

O Diabetes Mellitus tipo 1 geralmente ocorre na infância ou adolescência e repercute de forma dramática na vida dos pais. A família é fundamental no tratamento do paciente: representa o alicerce que influenciará na aceitação ou não da enfermidade por parte do portador. Por isso, os objetivos deste estudo foram descrever as convicções de saúde de pais de crianças portadoras de diabetes mellitus tipo 1 e compreender mudanças comportamentais e psíquicas que possam influenciar na conduta em relação ao tratamento. Investigou-se 13 pessoas, pais de crianças de 11 meses a 10 anos portadoras de Diabetes Mellitus Tipo 1, por intermédio de uma entrevista para levantamento e descrição de fatores de convicção de saúde. Os dados foram avaliados com base em um modelo de “convicção de saúde”. Esse modelo avaliou: impacto do diagnóstico, suscetibilidade, severidade, benefícios, barreiras, eficácia própria e expectativa de futuro de cada um dos pais. Os resultados mostraram que os pais experimentam dificuldades, medos e inseguranças, pela doença do filho. Ao relatarem as situações vividas desde o diagnóstico até o momento atual, em todas as etapas, os pais revelam intenso sofrimento. Eles são constantemente invadidos por medo de perda tanto no presente como no futuro em função das complicações da doença. A partir desses resultados recomenda-se que os pais recebam atendimento de uma equipe multidisciplinar com conhecimento específico e com a finalidade de informar sobre a doença e aplacar os medos e inseguranças que criam obstáculos para a adesão ao tratamento. Espera-se com este tipo de atendimento melhorar e a qualidade de vida do paciente e de sua família.

Modulation of Sarco/Endoplasmic Reticulum Ca2+-ATPase 2 (SERCA2) function by acetylation following the treatment with histone deacetylase inhibitor suberoylanilide hydroxamic acid (SAHA)

Background: Acetylation and deacetylation at specific lysine (K) residues is mediated by histone acetylases (HATs) and deacetylases (HDACs), respectively. HATs and HDACs act on both histone and non-histone proteins, regulating various processes, including cardiac impulse propagation. Aim of the present work was to establish whether the function of the Ca2+ ATPase SERCA2, one of the major players in Ca2+ reuptake during excitation-contraction coupling in cardiac myocytes (CMs), could be modulated by direct K acetylation. Materials and methods: HL-1 atrial mouse cells (donated by Prof. Claycomb), zebrafish and Streptozotocin-induced diabetic rat CMs were treated with the pan-inhibitor of class I and II HDACs suberanilohydroxamic acid (SAHA) for 1.5 hour. Evaluation of SERCA2 acetylation was analyzed by co-immunoprecipitation. SERCA2 activity was measured on microsomes by pyruvate/NADH coupled reaction assay. SERCA2 mutants were obtained after cloning wild-type and mutated sequences into the pCDNA3 vector and transfected into HEK cells. Ca2+ transients in CMs (loading with Fluo3-AM, field stimulation, 0.5 Hz) and in transfected HEK cells (loading with FLUO-4, caffeine pulse) were recorded. Results: Co-Immunoprecipitation experiments performed on HL-1 cells demonstrated a significant increase in the acetylation of SERCA2 after SAHA-treatment (2.5 µM, n=3). This was associated with an increase in SERCA2 activity in microsomes obtained from HL-1 cells, after SAHA exposure (n=5). Accordingly, SAHA-treatment significantly shortened the Ca2+ reuptake time of adult zebrafish CMs. Further, SAHA 2.5 nM restored to control values the recovery time of Ca2+ transients decay in diabetic rat CMs. HDAC inhibition also improved contraction parameters, such as fraction of shortening, and increased pump activity in microsomes isolated from diabetic CMs (n=4). Notably, the K464, identified by bioinformatic tools as the most probable acetylation site on human SERCA2a, was mutated into Glutamine (Q) or Arginine (R) mimicking acetylation and deacetylation respectively. Measurements of Ca2+ transients in HEK cells revealed that the substitution of K464 with R significantly delayed the transient recovery time, thus indicating that deacetylation has a negative impact on SERCA2 function. Conclusions: Our results indicate that SERCA2 function can be improved by pro-acetylation interventions and that this mechanism of regulation is conserved among species. Therefore, the present work provides the basis to open the search for novel pharmacological tools able to specifically improve SERCA2 activity in diseases where its expression and/or function is impaired, such as diabetic cardiomyopathy.