Estudo do metabolismo energético hepático e da via de sinalização da grelina na obesidade induzida por dieta ocidental

A obesidade é um dos maiores problemas de saúde pública que cresce em todo o mundo, resultante de um desequilíbrio entre ingestão alimentar e gasto energético. Pode-se dizer que a obesidade é o principal fator de risco para o desenvolvimento de doenças crônicas de maior prevalência como dislipidemias, doenças cardiovasculares, diabetes do tipo 2 e esteatose hepática não alcóolica, acarretando na redução da qualidade e expectativa de vida. A Grelina é um hormônio sintetizado pelo estômago, que atua em diferentes tecidos através de um receptor específico (GHS-R1a), incluindo hipotálamo e tecidos periféricos, como o fígado. Esse hormônio está envolvido no comportamento alimentar e adiposidade, modulando o armazenamento ou utilização dos substratos energéticos no coração, músculo esquelético, adipócitos e fígado, além disso, revela-se de grande importância na manutenção do metabolismo energético hepático. Estes dados suportam a hipótese de que as vias de sinalização responsivas à grelina são um importante componente da regulação do metabolismo energético hepático e da homeostase glicêmica. O objetivo deste trabalho, foi estudar o metabolismo energético hepático e a sinalização da grelina em camundongos Swiss adultos obesos submetidos a dieta ocidental rica em gordura saturada e carboidratos simples. Avaliamos o efeito desta dieta a partir do 21 dia de idade (desmame) até o 133 dia destes animais, através de parâmetros biométricos e bioquímicos, avaliação histomorfológica, respirometria de alta resolução, conteúdo de glicogênio hepático e conteúdo de algumas proteínas envolvidas na sinalização de insulina e grelina, além do metabolismo energético hepático. Baseado em nossos resultados observamos que o consumo de dieta ocidental rica em gordura saturada e carboidrato simples durante 16 semanas causa hiperfagia, levando ao quadro de obesidade na idade adulta e prejuízo nas vias de sinalização dos hormônios insulina e grelina, que são importantes moduladores do metabolismo energético hepático, favorecendo o desenvolvimento de esteatose hepática não alcoólica.

Função mitocondrial cardíaca de camundongos filhotes e adultos submetidos à hiperalimentação durante a lactação

Estudos demostram que a hiperalimentação no período pós-natal causa obesidade, alterações cardiometabólicas e resistência à insulina em longo prazo. O objetivo do estudo foi investigar as consequências da hiperalimentação na lactação nos corações de camundongos filhotes e adultos ao longo do desenvolvimento. Para induzir a hiperalimentação na lactação, o tamanho da ninhada foi reduzida a 3 filhotes machos no terceiro dia, grupo hiperalimentado (GH). O grupo controle (GC) permaneceu com 9 filhotes da lactação ao desmame. Avaliamos a massa corporal, gordura epididimária e retroperitoneal, morfologia hepática e cardíaca, ultraestrutura dos cardiomiócitos, peso do PVE/CT, glicemia de jejum, triglicerídeos, colesterol total, insulina plasmática e HOMA-IR. Analisamos o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução, atividade enzimática da PDH, CS e LDH no coração e glicogênio hepático. Biologia molecular, através das proteínas: IRβ, IRS1, pIRS1, PTP1B, PI3K, Akt, pAkt, GLUT1, GLUT4, AMPKα, pAMPKα, HKII, CPT1, UCP2, FABPm, CD36, PGC-1α, PPARα, 4HNE, complexos da CTE (I, II, III, IV e V), α-tubulina, GP91 e VADC. Diferenças entre os grupos analisadas por Two-Way ANOVA, com significância p<0,05. O GH apresentou aumento da massa corporal, gordura epididimária, retroperitoneal e colesterol total em todas as idades; glicemia de jejum, insulina, índice de HOMA-IR e triglicerídeos aos 21 e 90 dias. Aumento do índice de Lee aos 60 e 90 dias. GH apresentou diminuição: do IRβ e GLUT4 aos 21 e 60 dias; aumento do IRβ aos 90 dias; aumento do IRS1, PTP1B, aos 21 e 90 dias e da AKT, pAMPK/AMPK e GLUT1 aos 21 dias; diminuição da pIRS1/IRS1, PI3K, pAKT/AKT aos 21 e 90 dias; diminuição da HKII aos 21 dias e aumento aos 60 e 90 dias; aumento da PDH aos 90 dias; aumento da LDH aos 21 dias e redução aos 60 dias; aumento da CS aos 21 dias e diminuição aos 60 e 90 dias; aumento da oxidação de carboidratos aos 21 dias e redução aos 90 dias; diminuição na oxidação de ácidos graxos aos 60 e 90 dias. Adicionalmente, aumento do desacoplamento mitocondrial entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP aos 60 e 90 dias. Diminuição da CPT1 e aumento da UCP2 aos 21 e 90 dias. Diminuição da PGC-1α aos 60 e 90 dias; da FABPm e CD36 em todas idades. Aumento da 4HNE aos 21 e diminuição aos 90 dias. Diminuição na expressão do mRNA para CPT1 aos 21, 60 dias. Diminuição na expressão do mRNA para PPARα e aumento na expressão do mRNA para UCP2 aos 21 dias; diminuição na expressão do mRNA para UCP2 ao 60 dias. Alterações morfológicas cardíacas e hepáticas, assim como na ultraestrutura dos cardiomiócitos, em todas as idades, maior conteúdo de glicogênio hepático aos 21 e 90 dias. Concluímos que a hiperalimentação na lactação levou à obesidade, com aumento da oxidação de glicose, alterações no metabolismo energético associadas à diminuição da sensibilidade à insulina, redução da capacidade oxidativa mitocondrial, levando ao desacoplamento e alteração da morfologia e ultraestrutura dos cardiomiócitos do desmame até a idade adulta.

Valor nutricional da carne bovina e suas implicações para a saúde humana.

A carne bovina tem seu consumo restrito por recomendação de médicos e nutricionistas em função do seu teor de gordura saturada. Todavia, essa recomendação deveria ser revista em função de falhas na hipótese lipídica e a descoberta de características específicas de ácidos graxos presentes na carne. O consumo restrito de carne, em função da tentativa de reduzir o consumo de gordura saturada, pode estar fazendo com que quantidades subótimas de nutrientes, os quais a carne seja importante fonte (exemplos: ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa, vitamina B12, zinco, ferro e outros) estejam sendo consumidas. Além disso, os alimentos utilizados em sua substituição, ricos em carboidratos simples e gordura vegetal hidrogenada, podem ser responsáveis pelo aumento da ocorrência de várias doenças crônicas associadas com o consumo de excesso de gordura. Procurou-se mostrar, fundamentado em dados científicos recentes, que a carne bovina deve fazer parte de uma dieta diversificada e bem balanceada para o aumento da qualidade de vida da população.

Catalytic routes to convert saccharides to furanic aldehydes

The conversion of plant biomass-derived carbohydrates (preferably non-edible) into added-value products is envisaged to be at the core of the future biorefineries. Carbohydrates are the most abundant natural organic polymers on Earth. This work deals with the chemical valorisation of plant biomass, focusing on the acid-catalysed conversion of carbohydrates (mono and polysaccharides) to furanic aldehydes, namely 2-furaldehyde (Fur) and 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (Hmf), which are valuable platform chemicals that have the potential to replace a variety of oil derived chemicals and materials. The investigated reaction systems can be divided into two types depending on the solvent used to dissolve the carbohydrates in the reaction medium: water or ionic liquid-based systems. The reaction temperatures were greater than 150 ºC when the solvent was water, and lower than 150 º C in the cases of the ionic liquid-based catalytic systems. As alternatives to liquid acids (typically used in the industrial production of Fur), solid acid catalysts were investigated in these reaction systems. Aiming at the identification of (soluble and insoluble) reaction products, complementary characterisation techniques were used namely, FT-IR spectroscopy, liquid and solid state NMR spectroscopy, TGA, DSC and GC´GC-ToFMS analyses. Complex mixtures of soluble reaction products were obtained and different types of side reactions may occur. The requirements to be put on the catalysts for these reaction systems partly depend on the type of carbohydrates to be converted and the reaction conditions used. The thermal stability is important due to the fact that formation of humins and catalyst coking phenomena are characteristically inherent to these types of reactions systems leading to the need to regenerate the catalyst which can be effectively accomplished by calcination. Special attention was given to fully inorganic nanoporous solid acids, amorphous or crystalline, and consisting of nano to micro-size particles. The investigated catalysts were silicoaluminophosphates, aluminosilicates and zirconium-tungsten mixed oxides which are versatile catalysts in that their physicochemical properties can be fine-tuned to improve the catalytic performances in the conversion of different substrates (e.g. introduction of mesoporosity and modification of the acid properties). The catalytic systems consisting of aluminosilicates as solid acids and water as solvent seem to be more effective in converting pentoses and related polysaccharides into Fur, than hexoses and related polysaccharides into Hmf. The investigated solid acids exhibited fairly good hydrothermal stabilities. On the other hand, ionic liquid-based catalytic systems can allow reaching simultaneously high Fur and Hmf yields, particularly when Hmf is obtained from D-fructose and related polysaccharides; however, catalyst deactivation occurs and the catalytic reactions take place in homogeneous phase. As pointed out in a review of the state of the art on this topic, the development of truly heterogeneous ionic liquid-based catalytic systems for producing Fur and Hmf in high yields remains a challenge.

Structural characterization and biological activity of polysaccharides from infusions used in the popular tradition

The use of plants with medicinal purposes is an ancient practice still very common in developing regions, and is rapidly spreading in industrialized countries. This fact is evidenced by the large number of ethnobotanical studies found in the literature referring that these plants are often used as decoctions and infusions. In most studies the reported biological activities are attributed to the presence of phenolic compounds, due to their antioxidant properties, and to polysaccharides, with its anti-tumoral properties. In “Trás-os-Montes” region, some of the most popular infusions used by the popular medicine are prepared with the dried leaves of Fraxinus angustifolia, the dried shoots of Mentha suaveolens, and the dried inflorescences of Pterospartum tridentatum. However, there are no studies about the polysaccharides present in these infusions. Thus, through the structural characterization of the polysaccharides present in the infusions of F. angustifolia, M. suaveolens, and P. tridentatum, the present PhD thesis intends to evaluate the possible relation between polysaccharides and the immunostimulatory activity that these infusions might present. In a preliminary phase, infusions of F. angustifolia were prepared according to the popular tradition, and it was observed that the obtained water soluble material contained approximately 85% of material non-retained in C18 cartridges, with hydrophilic characteristics, with the remaining 15% comprising retained-material with hydrophobic characteristics. It was also shown that the infusions only contained between 2 and 4% of high molecular weight material (HMWM), which comprised approximately 30% of carbohydrate material. Sugar and methylation analysis of the HMWM suggested the presence of pectic polysaccharides, together with type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. However, the amount of material obtained is to low for the fractionation, and structural analysis of the polysaccharides present. The 4 h decoction, divided in two periods of 2 h, with water renewal, allowed to increase the HMWM yield, relatively to the infusions traditional infusions. It was also observed that the decoction also allowed to increase the HMWM proportion of carbohydrate material, due to an increase in the proportion of uronic acid present, although the neutral sugar residues seemed to be detected in similar proportions. Therefore, in all the experiments subsequently performed, the HMWM used was obtained through the decoction of F. angustifolia dried leaves, M. suaveolens dried shoots, and P. tridentatum dried inflorescences. x After the fractionation, through ethanol precipitation, and anion exchange chromatography, of the polysaccharides from the HMWM obtained by the decoction of the vegetable material of the distinct studied plants, it was observed the presence of high proportions of pectic polysaccharides, containing type I arabinogalactans, together with minor proportions of type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. The presence of pectic polysaccharides in the extracts from F. angustifolia was also evidenced through endo-polygalacturonase treatment, and ESI-MS and ESI-MS/MS experiments. The detection of linked pentose and uronic acid residues, also seemed to suggest the presence of xylogalacturonan domains in the pectic polysaccharides from F. angustifolia. The extracts from F. angustifolia dried leaves also contained type II arabinogalactans that exhibited a higher structural diversity than those detected in the M. suaveolens, and P. tridentatum extracts, particularly in the substitution degree of the galactan backbone, and in the extension of the (1→5)-Araf side chains. Moreover, for all the plants studied, it was also observed that the type II arabinogalactans, extracted during the 2nd 2h of the extraction process, exhibited a substitution degree of the galactan backbone higher than those extracted during the 1st 2h. The extracts from P. tridentatum dried inflorescences contained higher proportions of mannans, and also of xyloglucans, both presenting a substitution degree higher than those, which were detected in lower proportion in the extracts of F. angustifolia and M. suaveolens. Through ESI-MS and ESI-MS/MS it was possible to evidence that the mannans present in the extracts of P. tridentatum presented acetyl groups on the O-2 of the mannosyl residues. It was also evidenced that the P. tridentatum mannans were more extensively acetylated than the mannans detected in the coffee infusion, LBG, and other non-conventional mannan sources. Moreover, it was detected the presence of oligosaccharides comprising hexose residues linked to non acetylated pentose residues, suggesting the possible presence of arabinose residues in the mannans from P. tridentatum extracts. The immunostimulatory activity of three fractions isolated from the extracts of F. angustifolia, M. suaveolens, and P. tridentatum, was tested and an increase in the NO production by macrophages, without compromising their cellular viability, was observed. The type I, and type II arabinogalactans detected in the extracts from F. angustifolia, and M. suaveolens seem to have contributed for the observed immunostimulatory activity. For the fraction from P. tridentatum, the mannans acetylation, and the presence of type I, and type II arabinogalactans seemed to contribute for the macrophage immunostimulatory activity observed. The possible presence of storage xyloglucans from the inflorescences seeds, also seems to have contributed for the immunostimulatory activity registered when the macrophages were stimulated with higher extract concentrations. The results obtained allow to conclude that the extracts of F. angustifolia dried leaves, M. suaveolens dried shoots, and P. tridentatum dried inflorescences contained high proportions of pectic polysaccharides, exhibiting type I arabinogalactans, together with other polysaccharides, such as type II arabinogalactans, mannans, and xyloglucans. This polysaccharide mixture seems to have contributed to the immunostimulatory activity of fractions isolated from the extracts of the studied plants. Therefore, as the same type of polysaccharides seem to be present in the decoctions and in the infusions, it seems possible that the polysaccharides might contribute for the therapeutic properties frequently associated by the popular tradition to the infusions of these plants.

Structural analysis of glycans and development of microarrays from Helcobacter pylori cell surface glycome

Helicobacter pylori is a bacterial pathogen that affects more than half of the world’s population with gastro-intestinal diseases and is associated with gastric cancer. The cell surface of H. pylori is decorated with lipopolysaccharides (LPSs) composed of three distinct regions: a variable polysaccharide moiety (O-chain), a structurally conserved core oligosaccharide, and a lipid A region that anchors the LPS to the cell membrane. The O-chain of H. pylori LPS, exhibits unique oligosaccharide structures, such as Lewis (Le) antigens, similar to those present in the gastric mucosa and are involved in interactions with the host. Glucan, heptoglycan, and riban domains are present in the outer core region of some H. pylori LPSs. Amylose-like glycans and mannans are also constituents of some H. pylori strains, possibly co-expressed with LPSs. The complexity of H. pylori LPSs has hampered the establishment of accurate structure-function relationships in interactions with the host, and the design of carbohydrate-based therapeutics, such as vaccines. Carbohydrate microarrays are recent powerful and sensitive tools for studying carbohydrate antigens and, since their emergence, are providing insights into the function of carbohydrates and their involvement in pathogen-host interactions. The major goals of this thesis were the structural analysis of LPSs from H. pylori strains isolated from gastric biopsies of symptomatic Portuguese patients and the construction of a novel pathogen carbohydrate microarray of these LPSs (H. pylori LPS microarray) for interaction studies with proteins. LPSs were extracted from the cell surface of five H. pylori clinical isolates and one NCTC strain (26695) by phenol/water method, fractionated by size exclusion chromatography and analysed by gas chromatography coupled to mass spectrometry. The oligosaccharides released after mild acid treatment of the LPS were analysed by electrospray mass spectrometry. In addition to the conserved core oligosaccharide moieties, structural analyses revealed the presence of type-2 Lex and Ley antigens and N-acetyllactosamine (LacNAc) sequences, typically found in H. pylori strains. Also, the presence of O-6 linked glucose residues, particularly in LPSs from strains 2191 and NCTC 26695, pointed out to the expression of a 6-glucan. Other structural domains, namely ribans, composed of O-2 linked ribofuranose residues were observed in the LPS of most of H. pylori clinical isolates. For the LPS from strain 14382, large amounts of O-3 linked galactose units, pointing to the occurrence of a galactan, a domain recently identified in the LPS of another H. pylori strain. A particular feature to the LPSs from strains 2191 and CI-117 was the detection of large amounts of O-4 linked N-acetylglucosamine (GlcNAc) residues, suggesting the presence of chitin-like glycans, which to our knowledge have not been described for H. pylori strains. For the construction of the H. pylori LPS microarray, the structurally analysed LPSs, as well as LPS-derived oligosaccharide fractions, prepared as neoglycolipid (NGL) probes were noncovalently immobilized onto nitrocellulosecoated glass slides. These were printed together with NGLs of selected sequence defined oligosaccharides, bacterial LPSs and polysaccharides. The H. pylori LPS microarray was probed for recognition with carbohydratebinding proteins (CBPs) of known specificity. These included Le and blood group-related monoclonal antibodies (mAbs), plant lectins, a carbohydratebinding module (CBM) and the mammalian immune receptors DC-SIGN and Dectin-1. The analysis of these CBPs provided new information that complemented the structural analyses and was valuable in the quality control of the constructed microarray. Microarray analysis revealed the occurrence of type-2 Lex and Ley, but not type-1 Lea or Leb antigens, supporting the results obtained in the structural analysis. Furthermore, the H. pylori LPSs were recognised by DC-SIGN, a mammalian lectin known to interact with this bacterium through fucosylated Le epitopes expressed in its LPSs. The -fucose-specific lectin UEA-I, showed restricted binding to probes containing type-2 blood group H sequence and to the LPSs from strains CI-117 and 14382. The presence of H-type-2, as well Htype- 1 in the LPSs from these strains, was confirmed using specific mAbs. Although H-type-1 determinant has been reported for H. pylori LPSs, this is the first report of the presence of H-type-2 determinant. Microarray analysis also revealed that plant lectins known to bind 4-linked GlcNAc chitin oligosaccharide sequences bound H. pylori LPSs. STL, which exhibited restricted and strong binding to 4GlcNAc tri- and pentasaccharides, differentially recognised the LPS from the strain CI-117. The chitin sequences recognised in the LPS could be internal, as no binding was detected to this LPS with WGA, known to be specific for nonreducing terminal of 4GlcNAc sequence. Analyses of the H. pylori LPSs by SDS-PAGE and Western blot with STL provided further evidence for the presence of these novel domains in the O-chain region of this LPS. H. pylori LPS microarray was also applied to analysis of two human sera. The first was from a case infected with H. pylori (H. pylori+ CI-5) and the second was from a non-infected control.The analysis revealed a higher IgG-reactivity towards H. pylori LPSs in the H. pylori+ serum, than the control serum. A specific IgG response was observed to the LPS isolated from the CI-5 strain, which caused the infection. The present thesis has contributed to extension of current knowledge on chemical structures of LPS from H. pylori clinical isolates. Furthermore, the H. pylori LPS microarray constructed enabled the study of interactions with host proteins and showed promise as a tool in serological studies of H. pyloriinfected individuals. Thus, it is anticipated that the use of these complementary approaches may contribute to a better understanding of the molecular complexity of the LPSs and their role in pathogenesis.

Variabilidade de isolados de estirpes de Bradyrhizobium ssp recomendadas para a cultura da soja

A produção da soja em escala comercial tem sido viabilizada técnica e economicamente, entre outros fatores, devido a fixação biológica do N2 por estirpes de Bradyrhizobium que podem suprir a demanda de nitrogênio desta leguminosa. No entanto, a variabilidade existente nas estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para inoculação da soja tem comprometido o processo simbiótico. Variantes espontâneos isolados a partir das estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) foram avaliados quanto ao desempenho simbiótico (eficiência, nodulação em diferentes hospedeiros e competitividade), indução de clorose foliar em diferentes hospedeiros, morfologia colonial, habilidade de metabolização de carboidratos e tolerância à salinidade em diferentes temperaturas de incubação. Nas etapas de eficiência simbiótica e competitividade foi usada a cultivar de soja BR-16 e na avaliação da nodulação e indução de clorose foliar foram usados os seguintes hospedeiros: soja (Glycine max) (cultivares Clark e Peking), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan). A caracterização genotípica foi realizada através da reação em cadeia da polimerase (PCR), com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A 1-R, ERIC e RP01 Os resultados obtidos demonstraram que variantes e estirpes originais diferem quanto a características fenotípicas, e que diferenças nos perfis eletroforéticos de DNA analisados através da amplificação com os oligonucleotídeos iniciadores testados, evidenciaram a variabilidade genética presente entre as estirpes originais e os variantes selecionados. A cultivar de soja Clark, assim como caupi e guandu foram susceptíveis à rizobiotoxina produzida por estirpes e variantes de B. elkanii. Embora não se tenha verificado diferenças na nodulação em diferentes hospedeiros quando variantes ou estirpes de B. japonicum e B. elkanii foram inoculados em soja, caupi e guandu, foi observado uma simbiose eficiente para a soja (cultivares BR 16, Clark e Peking). A partir da variabilidade existente nas estirpes SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 e SEMIA 5080 foram selecionados variantes eficientes e competitivos quanto à fixação de N2 em soja.

Efeitos de variáveis abióticas na composição química de Gelidium Crinale (Gelidiaceae, Rhodophyta) em cultivo unialgal

Os efeitos individuais e interativos dos parâmetros ambientais físicos e químicos, como temperatura, intensidade luminosa, salinidade e concentração de fósforo inorgânico dissolvido na água do mar, na produção de proteínas, carboidratos, acúmulo de fósforo tecidual e taxa de absorção do fósforo inorgânico disponível no meio de cultura em Gelidium crinale (Turner) Lamouroux, foram investigados durante um período de sete dias de cultivo laboratorial, em condições controladas. A ação dos parâmetros abióticos foi analisada de três maneiras diferentes. A primeira avaliação integrou a ação de temperatura, intensidade luminosa e fósforo inorgânico dissolvido, mantendo-se fixa a salinidade em 25 ups, onde se constatou que em todos os componentes químicos algais ocorreram interações de terceira ordem. O incremento de 2,28 a 2,67 % nos teores de proteínas foram obtidos à temperatura de 25 °C e 12 μmol m-2 s-1 de intensidade luminosa, diminuindo com a elevação da intensidade luminosa para 40 μmol m-2 s-1. Para carboidratos, ocorreram interações significativas entre os três parâmetros, com um aumento de 6,85 % sendo registrado a 25 °C de temperatura, 24 μmol m-2 s-1 de intensidade luminosa e 10,0 μM de fósforo inorgânico. O aumento máximo na taxa de fósforo tecidual (0,56 %) ocorreu em talos cultivados nas menores temperatura e intensidade luminosa e na maior concentração de fósforo inorgânico dissolvido. Com relação à intensidade luminosa, foi observada uma correlação negativa entre proteínas e carboidratos. A segunda avaliação estabeleceu a ação independente e sinérgica de temperatura, salinidade e fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo, fixando-se a intensidade luminosa em 24 μmol m-2s-1. A maior produção de proteínas ocorreu em cultivos onde a temperatura foi de 25 °C, com uma concentração de 5,0 e 10,0 μM de fósforo inorgânico dissolvido e salinidade entre 15 e 20 ups, cujos valores médios do incremento variaram entre 2,62 a 2,83 % peso seco de alga, resultando em uma interação de terceira ordem altamente significativa. Para carboidratos a elevação de 6,85 % em sua concentração está associada à maior temperatura (25 °C), maior salinidade (25 ups) e maior quantidade de fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo (10,0 μM). Contudo, não foi observada uma interação de terceira ordem através da análise estatística. Para esta biomolécula observaram-se interações de segunda ordem altamente significativa (P < 0,005) entre temperatura e diferentes concentrações de fósforo inorgânico e entre temperatura e salinidade (P < 0,000). O acúmulo de fósforo nos talos da alga foi menor durante os cultivos em que a salinidade foi de 25 ups,nas temperaturas de 20 e 25 °C e concentração de fósforo disponível de 2,5 μM, com percentuais entre 0,08 a 0,11 % em peso de cinzas. O maior incremento ocorreu na menor temperatura, associada à baixa salinidade e alta concentração de fósforo inorgânico no meio. O coeficiente de correlação de Pearson revelou correlações positivas, altamente significativas (P < 0,001) entre teor de proteína, temperatura e disponibilidade de fósforo inorgânico no meio de cultivo. Para carboidratos, as correlações foram positivas com os três parâmetros abióticos. Para fósforo tecidual somente com o fósforo inorgânico disponível no cultivo foi que ocorreu uma relação positiva; com os outros dois parâmetros esta correlação foi negativa. Entre os componentes químicos encontrados nas algas, proteínas e carboidratos apresentaram uma relação positiva, porém fósforo tecidual apresentou uma correlação negativa com ambos, embora com proteínas esta relação não tenha sido significativa. A terceira avaliação estudou a ação individual e o sinergismo entre os parâmetros ambientais, temperatura, intensidade luminosa e salinidade, a uma concentração fixa de fósforo inorgânico disponível no meio de cultivo (10,0 μM), sobre a composição química, bem como na taxa de absorção de fósforo inorgânico disponível. Observou-se a ocorrência de interações de terceira ordem em todos as variáveis estudadas. O teor de proteínas apresentou um aumento de 3,72 % durante o período de cultivo, passando de 20,63 % antes do cultivo, para 24,35 % após o término do experimento, principalmente nas condições de 25 °C de temperatura, 12 μmol m-2s-1 de intensidade luminosa e 15 ups de salinidade. Para carboidratos, nas condições de baixa intensidade luminosa (12 μmol m-2s- 1), a uma temperatura de 20 °C e salinidades de 10 e 15 ups, foram registrados valores inferiores à amostra controle, caracterizando um consumo desta biomolécula por parte das algas. Nestas mesmas condições ambientais, foram registrados os maiores teores de fósforo tecidual, variando entre 0,86 a 1,09 % do peso das cinzas. As maiores taxas de absorção do fósforo do meio ocorreram na salinidade de 25 ups e 25 °C de temperatura, diminuindo da intensidade luminosa de 12 μmol m-2s-1 para 40 μmol m-2s-1. As maiores concentrações de fósforo inorgânico residual na água do meio de cultivo ocorreram nas salinidades de 10 e 15 ups, em todas as intensidade luminosas e temperaturas estudadas. Através do coeficiente de correlação de Pearson, observou-se que os teores de proteínas apresentaram uma forte correlação negativa com a intensidade luminosa e positiva com a temperatura e salinidade, embora com esta última não tenha sido significativa. Para carboidratos, as correlações com os parâmetros abióticos foram todas positivas. Correlações negativa e positiva, não significativas, foram observadas entre esta biomolécula e o teor de proteínas e a taxa de absorção de fósforo disponível no meio, respectivamente. Por outro lado, com fósforo tecidual, ocorreu uma correlação negativa, altamente significativa. Este estudo mostra o estado fisiológico de Gelidium crinale e contribui para o estabelecimento das melhores condições de cultivo para produção de proteína, carboidrato e fósforo tecidual e indicação do uso racional de nutrientes, fornecendo informações para a otimização de processos de maricultura, tanto em termos de cultivo bem sucedido de algas, quanto de redução no impacto sobre o ambiente.

Estudo sobre a capacidade gliconeogênica da aranha caranguejeira (Grammostola sp - Mygalomorphae) durante o inverno e o verão

Estudos sobre metabolismo de invertebrados fornecem subsídios para o entendimento da capacidade que estes animais tem de interagir com o ambiente e neste realizar seu desenvolvimento e reprodução. Poucos são os trabalhos que avaliam o metabolismo de carboidratos, proteínas e lipídios nos diferentes tecidos de aracnídeos. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade gliconeogênica da aranha caranguejeira ( Grammostola sp – Migalomorphae) durante o inverno e o verão. Foram utilizados exemplares de Grammostola sp. coletados na região geográfica conhecida como Vale do Taquari, localizada no Rio Grande do Sul. Os animais coletados permaneceram em biotério, acondicionados em caixas plásticas onde foram alimentados ad Libitum. A temperatura e o fotoperíodo foram mantidos naturais de acordo com o período do ano. Os animais foram coletados nos períodos de Verão, correspondendo aos meses entre setembro e março, e Inverno para os meses correspondentes ao período entre abril e agosto. Para os procedimentos experimentais foram removidos o hepatopâncreas, e hemolínfa. Foram realizadas medidas das concentrações de glicose na hemolínfa, glicogênio no hepatopâncreas, bem como a atividade gliconeogênica no hepatopâncreas incubados com L-alanina, L-lactato e L-glicerol radioativo.minutos em relação aos tempo de 30, 60, 120 e 180 minutos. Essa condição também e mantida nos meses correspondentes ao inverno. A partir dos resultados apresentados é possível concluir que a gliconeogênese, parece ser uma via de importância para o hepatopâncreas de caranguejeiras fazendo a manutenção dos níveis glicêmicos, pois de maneira geral as reservas teciduais de glicogênio apresentam baixos valores tanto no inverno quanto no verão.

Influências ligadas ao sexo e a sazonalidade sobre a gliconeogênese renal em ratos submetidos ao jejum

A via gliconeogênica é uma via central no estudo dos processos biossintéticos celulares que, nos tecidos animais, leva à formação de glicose partindo de precursores não-carboidratos. Muitos estudos têm evidenciado que os rins aumentam a contribuição para a liberação de glicose na circulação durante períodos de jejum. Porém, são poucos os trabalhos que investigam este importante processo fisiológico em outras condições. Por isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar as influências sazonais e ligadas ao sexo sobre a via gliconeogênica renal em animais submetidos ao jejum prolongado. Os rins de ratos foram excisados, fatiados e divididos em duas regiões, cortical e medular. Incubou-se estas amostras separadamente em solução fisiológica acrescida com 0,2 µCi de 14C-Ácido Lático ou 14C-Glicerol. A 14C-Glicose foi quantificada por meio de cromatografia em camada delgada e expressa em mmoles/g tecido/hora. Para avaliar a influência sazonal, os experimentos foram realizados em dois períodos do ano, no inverno e no verão e a atividade gliconeogênica demonstrada foi diferente entre as duas estações. No inverno, a gliconeogênese renal de ratos-controle foi significativamente menor do que no verão. Além disso, os animais submetidos a 48 horas e 72 horas de jejum apresentaram um decréscimo na gliconeogênese quando comparados ao grupo controle. Já durante um período maior de jejum, às 120 horas, a atividade gliconeogênica aumentou e foi semelhante entre as duas estações. Vários aspectos poderiam estar influenciando estas diferenças, tais como o metabolismo basal e a variação hormonal e enzimática sobre a via. Neste trabalho, também verificou-se que a gliconeogênese renal apresentou diferenças entre ratos machos e fêmeas. Os resultados demonstraram que a formação de glicose a partir de lactato marcado nas fêmeas foi significativamente maior do que nos machos. Provavelmente, estas diferenças no perfil gliconeogênico entre ratos machos e fêmeas poderiam ser atribuídas em grande parte a variação hormonal e ao conjunto de fatores interligados a esta variação. Assim, este trabalho contribuiu para o esclarecimento de algumas questões ainda não investigadas na literatura, como a importância da variação sazonal e ligada ao sexo sobre a via gliconeogênica nos rins de ratos submetidos ao jejum.

Registros alimentares em pacientes com diabete melito tipo 2 : avaliação de variabilidade e fatores associados ao sub- e supra registro

A avaliação e orientação de dieta em pacientes com diabete melito são importantes para o controle metabólico, prevenção e tratamento das complicações crônicas, sendo fundamental utilizar métodos acurados de avaliação dietética. O objetivo deste manuscrito foi revisar os principais instrumentos de inquérito alimentar e suas limitações, a variabilidade de ingestão protéica e lipídica nos inquéritos e possíveis fatores de interferência sobre a adequacidade destes instrumentos em pacientes diabéticos. Registro alimentar com pesagem de alimentos é o método de referência para avaliação de dietas. Poucos estudos analisaram em pacientes diabéticos a variabilidade de ingestão lipídica e protéica em inquéritos alimentares. Nestes, a variabilidade intra-individual de ingestão protéica variou de 11,9% a 27,1% e a lipídica de 8,1 a 27,7%, refletindo a utilização de diferentes instrumentos de avaliação. Também os fatores relacionados a vieses nos instrumentos de avaliação dietética foram pouco estudados. Foram associados ao sub-registro de ingestão energética: maior consumo de proteínas; menor consumo de gorduras e maior de carboidratos em mulheres; elevado índice de massa corporal e relato de aderência às orientações dietoterápicas prévias. Já o sub-registro e supra-registro de ingestão protéica foram positivamente associados ao mau controle glicêmico, sendo o supra-registro mais freqüente nos homens. Conclui-se que a avaliação da variabilidade de ingestão e os possíveis fatores interferentes em inquéritos alimentares em pacientes diabéticos dependem do instrumento utilizado e de fatores conhecidos de sub-e supra-registro alimentar. Estudos que promovam o aperfeiçoamento dos métodos de avaliação da dieta deverão facilitar a implementação e acompanhamento de estratégias dietoterápicas em pacientes diabéticos.

Níveis crescentes de gordura de arroz para vacas leiteiras de alta produção no início da lactação

Foram avaliados os efeitos de níveis crescentes de suplementação com gordura de arroz, na forma de farelo integral e óleo, em dietas isoprotéicas (19,7% de proteína bruta) e isofibrosas (30,1% de fibra em detergente neutro), sobre o consumo, produção e metabolismo de vacas leiteiras de alta produção na fase inicial da lactação. O delineamento experimental utilizado foi o quadrado latino, com quatro níveis de gordura bruta (3,5; 5,0; 6,5 e 8,0%), quatro animais e quatro períodos, com uma repetição. O comportamento do consumo de matéria seca foi quadrático, com uma redução importante somente no maior nível de suplementação. Nos demais níveis os valores foram semelhantes (25,8; 26,2; 25,9 e 24,5kg/dia, respectivamente). O mesmo comportamento foi observado para o consumo de proteína bruta. O consumo de carboidratos não fibrosos e de fibra em detergente neutro foi reduzido linearmente pela suplementação. Não houve efeito da suplementação lipídica sobre a produção de leite (33,1; 33,3; 34,0 e 33,4kg/dia, respectivamente), sobre a produção corrigida para gordura, sobre o teor de gordura, lactose, sólidos totais e sua produção diária. O teor de proteína bruta do leite diminuiu com o aumento da gordura nas dietas, mas não houve efeito sobre a produção diária de proteína. A eficiência alimentar aumentou com o aumento da inclusão de gordura nas dietas, mas não houve efeito sobre a energia do leite nem sobre a eficiência energética. A concentração de nitrogênio uréico do leite não foi influenciada pelos tratamentos, embora a de nitrogênio uréico do sangue tenha diminuído à medida que aumentou a inclusão de gordura nas dietas. Os níveis séricos de glicose e triglicerídeos não diferiram em função dos tratamentos, mas houve aumento da concentração de colesterol total com o aumento da suplementação lipídica. O custo de produção do leite foi reduzido à medida que aumentou a participação da gordura nas dietas. Essa redução ocorreu devido ao menor consumo de volumoso como efeito da gordura, apesar da inclusão de gordura de arroz nas dietas ter gerado um aumento do custo dos concentrados.

Efeitos in vitro de metabólitos acumulados na deficiência da acil-CoA desidrogenase de cadeia média (MCAD) sobre parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens

A deficiência da desidrogenase de acilas de cadeia média (MCAD) é o mais freqüente erro inato da oxidação de ácidos graxos. Os indivíduos afetados por esse distúrbio apresentam-se sintomáticos durante períodos de descompensação metabólica, caracterizado pelo acúmulo de ácidos graxos de cadeia média (AGCM), particularmente os ácidos octanóico (AO), decanóico (AD) e cis-4-decenóico (AcD). Durante as crises, os pacientes apresentam hipoglicemia hipocetótica, hipotonia, rabdomiólise, edema cerebral e, finalmente, entram em coma, podendo ter um desenlace fatal. O tratamento de urgência é baseado na infusão de glicose nos pacientes durante as crises, enquanto uma dieta rica em carboidratos e pobre em gorduras é recomendada nos períodos fora das crises. Uma parte considerável dos pacientes que sobrevivem às crises apresenta um grau variável de manifestações neurológicas. Entretanto, os mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos da deficiência de MCAD são praticamente desconhecidos. No presente estudo avaliamos a influência dos principais metabólitos acumulados na deficiência de MCAD, os ácidos AO, AD e AcD, e , em alguns casos, também de seus derivados de carnitina e glicina, sobre as atividades de enzimas importantes do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos Wistar de 30 dias de vida. AO, AD, AcD e octanoilcarnitina inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase, com ênfase ao AcD, o inibidor mais potente da atividade da enzima. Além disso, verificamos que a co-incubação do AO com glutationa (GSH) ou trolox (vitamina E solúvel) evitou seu efeito inibitório sobre a atividade da enzima. A inibição da enzima pelo AcD foi também prevenida quando o mesmo foi co-incubado com as enzimas catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) juntas, mas não com GSH. Além disso, AO, AD e AcD aumentaram a lipoperoxidação em homogeneizados de córtex cerebral de ratos, medidos por quimioluminescência e TBA-RS. Tais resultados sugerem que esses metabólitos inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase via radicais livres. Observamos ainda que somente AD e AcD inibiram atividades dos complexos da cadeia respiratória, ao contrário do AO que não teve qualquer ação sobre essas atividades. Enquanto o AD diminuiu somente a atividade do complexo IV a uma concentração muito alta (3 mM), o AcD diminuiu as atividades dos complexos II, II-III e IV dentro da faixa de concentrações encontrada na deficiência de MCAD (0,25-0,5 mM). Além disso, AO, AD e AcD inibiram a produção de CO2 a aprtir de glicose e acetato radiativos como substratos, indicando uma inibição do ciclo de Krebs. No entanto, somente AD e AcD reduziram a produção de CO2 a partir de citrato, enquanto AO não alterou a mesma. Além disso, nenhum dos três metabólitos testados alterou a atividade da citrato sintase. Demonstramos ainda que o AcD reduziu as atividades da creatinaquinase mitocondrial e citosólica, mas em uma concentração muito alta não encontrada na deficiência de MCAD. Este efeito não foi evitado por GSH, vitamina C+E ou L-NAME, sugerindo que o mesmo deve ter ocorrido via mecanismo distinto do estresse oxidativo. AcD foi o inibidor mais potente das atividades enzimáticas testadas neste trabalho, indicando que deve ser o metabólito de maior toxicidade nesta doença, ao menos no que se refere ao comprometimento do metabolismo energético. Espera-se que nossos resultados possam contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos envolvidos na deficiência de MCAD.

Qualidade nutritiva de silagens de milho (Zea mays L.) "Safrinha" de planta inteira de diferentes maturidades submetidas a distintos procedimentos de ensilagem e "desensilagem"

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos de procedimentos inadequados de ensilagem e “desensilagem” na qualidade nutritiva de silagens de milho de cultivo de “safrinha”. O 1º experimento de ENSILAGEM foi conduzido em delineamento completamente casualizado com arranjo fatorial 2 x 4 objetivando avaliar o efeito dos estádios de maturidade ao corte, com o grão completamente leitoso (GL), ou com grão ½ leitoso e ½ farináceo (GF) e da exposição dos materiais picados de ambos os cortes ao ar, sem compactação, por zero, 12, 24 ou 36 horas antes de sua ensilagem em mini-silos. Os cortes das plantas de milho ocorreram nos dias 26/04 e 18/05/2004. Houve efeito significativo (P<0,05) em relação aos estádios de maturidade (M) e tempos de exposição ao ar (TE), além de interação entre os efeitos, para a maioria das variáveis estudadas. O teor de matéria seca (MS) diferiu (P<0,05) quanto a M e TE e o pH apresentou interação entre os efeitos. As silagens GL e GF, respectivamente, diferiram (P<0,05) quanto aos açúcares solúveis, de 1,51 a 1,31% da MS e os teores de amido de 4,23 a 13,21% da MS. Em relação aos TE, os açúcares solúveis diminuíram entre os tempos zero (1,64% da MS) e 36 horas (1,05% da MS). O maior impacto dos TE se verificou nos teores de fibra em detergente neutro corrigidos para cinzas e proteína (FDNcp) e produção cumulativa de gases in vitro. O 2º Experimento de “DESENSILAGEM” foi conduzido em delineamento completamente casualizado com o objetivo de avaliar o efeito da exposição de uma silagem ao ar por zero, 12, 24 e 36 horas após a “desensilagem”. A ensilagem foi realizada no dia 18/05/2004 em mini-silos com capacidade de 30 litros, com grão de milho no estádio ½ leitoso ½ farináceo. Os diferentes tempos de exposição ao ar após a “desensilagem” afetaram significativamente (P<0,05) os teores de FDNcp e de lignina em detergente ácido. Não houve efeito sobre os carboidratos não estruturais e frações nitrogenadas.Conclui-se que o tempo de exposição ao ar do material verde picado de apenas 12 horas antes da ensilagem ou um período de aerobiose de 36 horas após a “desensilagem” afetam de modo muito negativo o valor nutritivo de silagens de milho.

Organização de produtores rurais para a gestão da cadeia produtiva da mandioca no nordeste paraense: um estudo de caso na Associação de Desenvolvimento Comunitário e Rural Bom Jesus

A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma planta cultivada predominantemente para a subsistência dos trabalhadores rurais sendo uma das principais fontes de carboidratos disponíveis aos estratos sociais de baixa renda e tem importante participação na geração de emprego e renda. O Estado do Pará destaca-se pelo volume de produção de mandioca, mas o cultivo ainda está voltado essencialmente para a subsistência sendo pouco explorado como matéria prima em derivados industriais e insumo para enfrentar problemas globais como a fome, a degradação ambiental e a produção de energia, gerando emprego e renda para comunidades locais e rurais. Este estudo tem como objetivo avaliar como está se desenvolvendo a organização de produtores rurais de mandioca da Associação de Desenvolvimento Comunitário e Rural Bom Jesus, através do modelo de gestão de cadeia produtiva e compreender em que medida se justifica economicamente o cultivo de mandioca. A pesquisa é de natureza exploratória e descritiva e por meio do questionário e entrevista aplicado a 17 produtores rurais juntamente com a fundamentação teórica sobre o entendimento contemporâneo de cadeia produtiva foram percebidos evidências que justificam economicamente, em parte, o cultivo da mandioca. A geração de postos de trabalhos para as mulheres, a utilização de resíduos como incremento no arranjo produtivo, a apoio da extensão e do crédito rural, e as vantagens advindas da organização dos produtores rurais proporcionando renda e produção constantes no campo, foram os fatores considerados. Porém, a necessidade de inovações tecnológicas, parcerias com os setores industriais, arranjos produtivos mais rentáveis, mecanização do plantio e da colheita, os problemas ambientais (resíduos tóxicos e desmatamento) e de acesso à pesquisa, o nível de escolaridade, e a cooperação entre os agricultores, são desafios reais a serem enfrentados e o fator decisivo é o apoio governamental. Este estudo demonstra a realidade de uma sociedade quase sempre marginalizada e esquecida pelas políticas públicas. Além da variável econômica, a avaliação das culturas produtivas deve passar pelos filtros de análise social e ambiental, pois assim, nos permite com maior exatidão compreender os problemas reais da nossa sociedade, em especial da vida na Amazônia.