Sistema de control borroso en lazo cerrado para terapias con insulina en diabetes tipo I

La diabetes mellitus es un trastorno del metabolismo de los carbohidratos producido por la insuficiente o nula producción de insulina o la reducida sensibilidad a esta hormona. Es una enfermedad crónica con una mayor prevalencia en los países desarrollados debido principalmente a la obesidad, la vida sedentaria y disfunciones en el sistema endocrino relacionado con el páncreas. La diabetes Tipo 1 es una enfermedad autoinmune en la que son destruidas las células beta del páncreas, que producen la insulina, y es necesaria la administración de insulina exógena. Un enfermo de diabetes Tipo 1 debe seguir una terapia con insulina administrada por la vía subcutánea que debe estar adaptada a sus necesidades metabólicas y a sus hábitos de vida, esta terapia intenta imitar el perfil insulínico de un páncreas no patológico. La tecnología actual permite abordar el desarrollo del denominado “páncreas endocrino artificial”, que aportaría precisión, eficacia y seguridad para los pacientes, en cuanto a la normalización del control glucémico y reducción del riesgo de hipoglucemias. Permitiría que el paciente no estuviera tan pendiente de su enfermedad. El páncreas artificial consta de un sensor continuo de glucosa, una bomba de infusión de insulina y un algoritmo de control, que calcula la insulina a infusionar usando la glucosa como información principal. Este trabajo presenta un método de control en lazo semi-cerrado mediante un sistema borroso experto basado en reglas. La regulación borrosa se fundamenta en la ambigüedad del lenguaje del ser humano. Esta incertidumbre sirve para la formación de una serie de reglas que representan el pensamiento humano, pero a la vez es el sistema que controla un proceso, en este caso el sistema glucorregulatorio. Este proyecto está enfocado en el diseño de un controlador borroso que haciendo uso de variables como la glucosa, insulina y dieta, sea capaz de restaurar la función endocrina del páncreas de forma tecnológica. La validación del algoritmo se ha realizado principalmente mediante experimentos en simulación utilizando una población de pacientes sintéticos, evaluando los resultados con estadísticos de primer orden y algunos más específicos como el índice de riesgo de Kovatchev, para después comparar estos resultados con los obtenidos por otros métodos de control anteriores. Los resultados demuestran que el control borroso (FBPC) mejora el control glucémico con respecto a un sistema predictivo experto basado en reglas booleanas (pBRES). El FBPC consigue reducir siempre la glucosa máxima y aumentar la mínima respecto del pBRES pero es en terapias desajustadas, donde el FBPC es especialmente robusto, hace descender la glucosa máxima 8,64 mg/dl, el uso de insulina es 3,92 UI menor, aumenta la glucosa mínima 3,32 mg/dl y lleva al rango de glucosa 80 – 110 mg/dl 15,33 muestras más. Por lo tanto se puede concluir que el FBPC realiza un mejor control glucémico que el controlador pBRES haciéndole especialmente efectivo, robusto y seguro en condiciones de desajustes de terapia basal y con gran capacidad de mejora futura. SUMMARY The diabetes mellitus is a metabolic disorder caused by a poor or null insulin secretion or a reduced sensibility to insulin. Diabetes is a chronic disease with a higher prevalence in the industrialized countries, mainly due to obesity, the sedentary life and endocrine disfunctions connected with the pancreas. Type 1 diabetes is a self-immune disease where the beta cells of the pancreas, which are the responsible of secreting insulin, are damaged. Hence, it is necessary an exogenous delivery of insulin. The Type 1 diabetic patient has to follow a therapy with subcutaneous insulin administration which should be adjusted to his/her metabolic needs and life style. This therapy tries to mimic the insulin profile of a non-pathological pancreas. Current technology lets the development of the so-called endocrine artificial pancreas that would provide accuracy, efficiency and safety to patients, in regards to the glycemic control normalization and reduction of the risk of hypoglycemic. In addition, it would help the patient not to be so concerned about his disease. The artificial pancreas has a continuous glucose sensor, an insulin infusion pump and a control algorithm, that calculates the insulin infusion using the glucose as main information. This project presents a method of control in semi-closed-loop, through an expert fuzzy system based on rules. The fuzzy regulation is based on the human language ambiguity. This uncertainty serves for construction of some rules that represent the human language besides it is the system that controls a process, in this case the glucoregulatory system. This project is focus on the design of a fuzzy controller that, using variables like glucose insulin and diet, will be able to restore the pancreas endocrine function with technology. The algorithm assessment has mainly been done through experiments in simulation using a population of synthetic patients, evaluating the results with first order statistical parameters and some other more specific such as the Kovatchev risk index, to compare later these results with the ones obtained in others previous methods of control. The results demonstrate that the fuzzy control (FBPC) improves the glycemic control connected with a predictive expert system based on Booleans rules (pBRES). The FBPC is always able to reduce the maximum level of glucose and increase the minimum level as compared with pBRES but it is in unadjusted therapies where FBPC is especially strong, it manages to decrease the maximum level of glucose and insulin used by 8,64 mg/dl and 3,92 UI respectively, also increases the value of minimum glucose by 3,32 mg/dl, getting 15,33 samples more inside the 80-110 mg/dl glucose rank. Therefore we can conclude that FBPC achieves a better glycemic control than the controller pBRES doing it especially effective, robust and safe in conditions of mismatch basal therapy and with a great capacity for future improvements.

Contribución al estudio de las negaciones, autocontradicción, t-normas y t-conormas en los conjuntos borrosos de tipo 2

Los conjuntos borrosos de tipo 2 (T2FSs) fueron introducidos por L.A. Zadeh en 1975 [65], como una extensión de los conjuntos borrosos de tipo 1 (FSs). Mientras que en estos últimos el grado de pertenencia de un elemento al conjunto viene determinado por un valor en el intervalo [0, 1], en el caso de los T2FSs el grado de pertenencia de un elemento es un conjunto borroso en [0,1], es decir, un T2FS queda determinado por una función de pertenencia μ : X → M, donde M = [0, 1][0,1] = Map([0, 1], [0, 1]), es el conjunto de las funciones de [0,1] en [0,1] (ver [39], [42], [43], [61]). Desde que los T2FSs fueron introducidos, se han generalizado a dicho conjunto (ver [39], [42], [43], [61], por ejemplo), a partir del “Principio de Extensión” de Zadeh [65] (ver Teorema 1.1), muchas de las definiciones, operaciones, propiedades y resultados obtenidos en los FSs. Sin embargo, como sucede en cualquier área de investigación, quedan muchas lagunas y problemas abiertos que suponen un reto para cualquiera que quiera hacer un estudio profundo en este campo. A este reto se ha dedicado el presente trabajo, logrando avances importantes en este sentido de “rellenar huecos” existentes en la teoría de los conjuntos borrosos de tipo 2, especialmente en las propiedades de autocontradicción y N-autocontradicción, y en las operaciones de negación, t-norma y t-conorma sobre los T2FSs. Cabe destacar que en [61] se justifica que las operaciones sobre los T2FSs (Map(X,M)) se pueden definir de forma natural a partir de las operaciones sobre M, verificando las mismas propiedades. Por tanto, por ser más fácil, en el presente trabajo se toma como objeto de estudio a M, y algunos de sus subconjuntos, en vez de Map(X,M). En cuanto a la operación de negación, en el marco de los conjuntos borrosos de tipo 2 (T2FSs), usualmente se emplea para representar la negación en M, una operación asociada a la negación estándar en [0,1]. Sin embargo, dicha operación no verifica los axiomas que, intuitivamente, debe verificar cualquier operación para ser considerada negación en el conjunto M. En este trabajo se presentan los axiomas de negación y negación fuerte en los T2FSs. También se define una operación asociada a cualquier negación suprayectiva en [0,1], incluyendo la negación estándar, y se estudia, junto con otras propiedades, si es negación y negación fuerte en L (conjunto de las funciones de M normales y convexas). Además, se comprueba en qué condiciones se cumplen las leyes de De Morgan para un extenso conjunto de pares de operaciones binarias en M. Por otra parte, las propiedades de N-autocontradicción y autocontradicción, han sido suficientemente estudiadas en los conjuntos borrosos de tipo 1 (FSs) y en los conjuntos borrosos intuicionistas de Atanassov (AIFSs). En el presente trabajo se inicia el estudio de las mencionadas propiedades, dentro del marco de los T2FSs cuyos grados de pertenencia están en L. En este sentido, aquí se extienden los conceptos de N-autocontradicción y autocontradicción al conjunto L, y se determinan algunos criterios para verificar tales propiedades. En cuanto a otras operaciones, Walker et al. ([61], [63]) definieron dos familias de operaciones binarias sobre M, y determinaron que, bajo ciertas condiciones, estas operaciones son t-normas (normas triangulares) o t-conormas sobre L. En este trabajo se introducen operaciones binarias sobre M, unas más generales y otras diferentes a las dadas por Walker et al., y se estudian varias propiedades de las mismas, con el objeto de deducir nuevas t-normas y t-conormas sobre L. ABSTRACT Type-2 fuzzy sets (T2FSs) were introduced by L.A. Zadeh in 1975 [65] as an extension of type-1 fuzzy sets (FSs). Whereas for FSs the degree of membership of an element of a set is determined by a value in the interval [0, 1] , the degree of membership of an element for T2FSs is a fuzzy set in [0,1], that is, a T2FS is determined by a membership function μ : X → M, where M = [0, 1][0,1] is the set of functions from [0,1] to [0,1] (see [39], [42], [43], [61]). Later, many definitions, operations, properties and results known on FSs, have been generalized to T2FSs (e.g. see [39], [42], [43], [61]) by employing Zadeh’s Extension Principle [65] (see Theorem 1.1). However, as in any area of research, there are still many open problems which represent a challenge for anyone who wants to make a deep study in this field. Then, we have been dedicated to such challenge, making significant progress in this direction to “fill gaps” (close open problems) in the theory of T2FSs, especially on the properties of self-contradiction and N-self-contradiction, and on the operations of negations, t-norms (triangular norms) and t-conorms on T2FSs. Walker and Walker justify in [61] that the operations on Map(X,M) can be defined naturally from the operations onMand have the same properties. Therefore, we will work onM(study subject), and some subsets of M, as all the results are easily and directly extensible to Map(X,M). About the operation of negation, usually has been employed in the framework of T2FSs, a operation associated to standard negation on [0,1], but such operation does not satisfy the negation axioms on M. In this work, we introduce the axioms that a function inMshould satisfy to qualify as a type-2 negation and strong type-2 negation. Also, we define a operation on M associated to any suprajective negation on [0,1], and analyse, among others properties, if such operation is negation or strong negation on L (all normal and convex functions of M). Besides, we study the De Morgan’s laws, with respect to some binary operations on M. On the other hand, The properties of self-contradiction and N-self-contradiction have been extensively studied on FSs and on the Atanassov’s intuitionistic fuzzy sets (AIFSs). Thereon, in this research we begin the study of the mentioned properties on the framework of T2FSs. In this sense, we give the definitions about self-contradiction and N-self-contradiction on L, and establish the criteria to verify these properties on L. Respect to the t-norms and t-conorms, Walker et al. ([61], [63]) defined two families of binary operations on M and found that, under some conditions, these operations are t-norms or t-conorms on L. In this work we introduce more general binary operations on M than those given by Walker et al. and study which are the minimum conditions necessary for these operations satisfy each of the axioms of the t-norm and t-conorm.

Automatic physical activity pattern recognition and meal intake modelling in type 1 diabetes for their inclusion in artificial pancreas systems

La diabetes comprende un conjunto de enfermedades metabólicas que se caracterizan por concentraciones de glucosa en sangre anormalmente altas. En el caso de la diabetes tipo 1 (T1D, por sus siglas en inglés), esta situación es debida a una ausencia total de secreción endógena de insulina, lo que impide a la mayoría de tejidos usar la glucosa. En tales circunstancias, se hace necesario el suministro exógeno de insulina para preservar la vida del paciente; no obstante, siempre con la precaución de evitar caídas agudas de la glucemia por debajo de los niveles recomendados de seguridad. Además de la administración de insulina, las ingestas y la actividad física son factores fundamentales que influyen en la homeostasis de la glucosa. En consecuencia, una gestión apropiada de la T1D debería incorporar estos dos fenómenos fisiológicos, en base a una identificación y un modelado apropiado de los mismos y de sus sorrespondientes efectos en el balance glucosa-insulina. En particular, los sistemas de páncreas artificial –ideados para llevar a cabo un control automático de los niveles de glucemia del paciente– podrían beneficiarse de la integración de esta clase de información. La primera parte de esta tesis doctoral cubre la caracterización del efecto agudo de la actividad física en los perfiles de glucosa. Con este objetivo se ha llevado a cabo una revisión sistemática de la literatura y meta-análisis que determinen las respuestas ante varias modalidades de ejercicio para pacientes con T1D, abordando esta caracterización mediante unas magnitudes que cuantifican las tasas de cambio en la glucemia a lo largo del tiempo. Por otro lado, una identificación fiable de los periodos con actividad física es un requisito imprescindible para poder proveer de esa información a los sistemas de páncreas artificial en condiciones libres y ambulatorias. Por esta razón, la segunda parte de esta tesis está enfocada a la propuesta y evaluación de un sistema automático diseñado para reconocer periodos de actividad física, clasificando su nivel de intensidad (ligera, moderada o vigorosa); así como, en el caso de periodos vigorosos, identificando también la modalidad de ejercicio (aeróbica, mixta o de fuerza). En este sentido, ambos aspectos tienen una influencia específica en el mecanismo metabólico que suministra la energía para llevar a cabo el ejercicio y, por tanto, en las respuestas glucémicas en T1D. En este trabajo se aplican varias combinaciones de técnicas de aprendizaje máquina y reconocimiento de patrones sobre la fusión multimodal de señales de acelerometría y ritmo cardíaco, las cuales describen tanto aspectos mecánicos del movimiento como la respuesta fisiológica del sistema cardiovascular ante el ejercicio. Después del reconocimiento de patrones se incorpora también un módulo de filtrado temporal para sacar partido a la considerable coherencia temporal presente en los datos, una redundancia que se origina en el hecho de que en la práctica, las tendencias en cuanto a actividad física suelen mantenerse estables a lo largo de cierto tiempo, sin fluctuaciones rápidas y repetitivas. El tercer bloque de esta tesis doctoral aborda el tema de las ingestas en el ámbito de la T1D. En concreto, se propone una serie de modelos compartimentales y se evalúan éstos en función de su capacidad para describir matemáticamente el efecto remoto de las concetraciones plasmáticas de insulina exógena sobre las tasas de eleiminación de la glucosa atribuible a la ingesta; un aspecto hasta ahora no incorporado en los principales modelos de paciente para T1D existentes en la literatura. Los datos aquí utilizados se obtuvieron gracias a un experimento realizado por el Institute of Metabolic Science (Universidad de Cambridge, Reino Unido) con 16 pacientes jóvenes. En el experimento, de tipo ‘clamp’ con objetivo variable, se replicaron los perfiles individuales de glucosa, según lo observado durante una visita preliminar tras la ingesta de una cena con o bien alta carga glucémica, o bien baja. Los seis modelos mecanísticos evaluados constaban de: a) submodelos de doble compartimento para las masas de trazadores de glucosa, b) un submodelo de único compartimento para reflejar el efecto remoto de la insulina, c) dos tipos de activación de este mismo efecto remoto (bien lineal, bien con un punto de corte), y d) diversas condiciones iniciales. ABSTRACT Diabetes encompasses a series of metabolic diseases characterized by abnormally high blood glucose concentrations. In the case of type 1 diabetes (T1D), this situation is caused by a total absence of endogenous insulin secretion, which impedes the use of glucose by most tissues. In these circumstances, exogenous insulin supplies are necessary to maintain patient’s life; although caution is always needed to avoid acute decays in glycaemia below safe levels. In addition to insulin administrations, meal intakes and physical activity are fundamental factors influencing glucose homoeostasis. Consequently, a successful management of T1D should incorporate these two physiological phenomena, based on an appropriate identification and modelling of these events and their corresponding effect on the glucose-insulin balance. In particular, artificial pancreas systems –designed to perform an automated control of patient’s glycaemia levels– may benefit from the integration of this type of information. The first part of this PhD thesis covers the characterization of the acute effect of physical activity on glucose profiles. With this aim, a systematic review of literature and metaanalyses are conduced to determine responses to various exercise modalities in patients with T1D, assessed via rates-of-change magnitudes to quantify temporal variations in glycaemia. On the other hand, a reliable identification of physical activity periods is an essential prerequisite to feed artificial pancreas systems with information concerning exercise in ambulatory, free-living conditions. For this reason, the second part of this thesis focuses on the proposal and evaluation of an automatic system devised to recognize physical activity, classifying its intensity level (light, moderate or vigorous) and for vigorous periods, identifying also its exercise modality (aerobic, mixed or resistance); since both aspects have a distinctive influence on the predominant metabolic pathway involved in fuelling exercise, and therefore, in the glycaemic responses in T1D. Various combinations of machine learning and pattern recognition techniques are applied on the fusion of multi-modal signal sources, namely: accelerometry and heart rate measurements, which describe both mechanical aspects of movement and the physiological response of the cardiovascular system to exercise. An additional temporal filtering module is incorporated after recognition in order to exploit the considerable temporal coherence (i.e. redundancy) present in data, which stems from the fact that in practice, physical activity trends are often maintained stable along time, instead of fluctuating rapid and repeatedly. The third block of this PhD thesis addresses meal intakes in the context of T1D. In particular, a number of compartmental models are proposed and compared in terms of their ability to describe mathematically the remote effect of exogenous plasma insulin concentrations on the disposal rates of meal-attributable glucose, an aspect which had not yet been incorporated to the prevailing T1D patient models in literature. Data were acquired in an experiment conduced at the Institute of Metabolic Science (University of Cambridge, UK) on 16 young patients. A variable-target glucose clamp replicated their individual glucose profiles, observed during a preliminary visit after ingesting either a high glycaemic-load or a low glycaemic-load evening meal. The six mechanistic models under evaluation here comprised: a) two-compartmental submodels for glucose tracer masses, b) a single-compartmental submodel for insulin’s remote effect, c) two types of activations for this remote effect (either linear or with a ‘cut-off’ point), and d) diverse forms of initial conditions.

Doença celíaca num doente com síndrome poliglandular autoimune tipo III : caso clínico

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

CRISE DE IDENTIDADE EM ADOLESCENTES PORTADORES DO DIABETES MELLITUS DO TIPO I

A adolescência é um processo dinâmico entre a infância e a idade adulta: inicia-se com a puberdade e termina com a aquisição da identidade, da autonomia, bem como da elaboração de projetos de vida e de integração na sociedade. Os modelos de identidade são transferidos dos pais para os adolescentes, de modo a permitir a construção de idéias e afetos próprios. Este estudo tem como objetivo identificar como o adolescente vivencia tornar-se portador da doença crônica o diabetes. Para tanto, recorremos a abordagem qualitativa, utilizando como instrumento de coleta a entrevista semi-estruturada. Participaram do estudo cinco sujeitos, com idade variando de 10 a 17 anos, com diagnóstico do diabetes mellitus tipo 1 há pelo menos um ano. A partir das entrevistas, organizamos os dados em três temas: o impacto do diagnóstico no adolescente, convivendo com mudanças e a busca de identidade. Considerando-se que a adolescência é um período de vida marcado pela busca da identidade, no qual o adolescente esta revendo suas posições infantis frente a incerteza dos papéis adultos que se apresentam a ele, e aliado a este momento vem a doença crônica o diabetes. Parece-nos importante que haja compreensão, um grande apoio social e um efetivo trabalho de educação em diabetes que possibilitará a integração social e psicológica do portador do diabetes.

Anxiety, stress and depression in young adults with type 1 Diabetes

Introdução: A vida dos jovens adultos com diabetes tipo 1 (DM1) tem muitas exigências e as consequências psicológicas da adesão contínua aos aspetos do tratamento pode afetar a qualidade de vida. Objetivos: Conhecer o suporte social, satisfação com a vida, ansiedade, stresse e depressão nos jovens adultos com DM1. Material e Métodos: Estudo quantitativo realizado com 278 jovens adultos com DM1 (18 - 35 anos). Resultados: Os jovens consideram ter bom suporte social. A média de satisfação com a vida é 6,6 ±1,7 (escala 0-10). A maior parte dos jovens não apresenta estados persistentes de ansiedade e de excitação e tensão (stresse), pelo que têm resistência à frustração e desilusão. A maioria dos jovens não apresenta sintomas de depressão, revelando auto-estima, sentimentos positivos, motivação, entusiasmo e perceção da probabilidade de alcançar objetivos de vida que sejam significativos. A análise fatorial das escalas de ansiedade, stresse e depressão permitiu encontrar 3 fatores que explicam 50% da variância total: stresse (36%), ansiedade (8%), depressão (6%). Conclusões: Os jovens adultos com DM1 têm bom suporte social e satisfação com a vida. A maior parte dos jovens não revela sintomas de ansiedade, stresse e depressão. O suporte social e a satisfação com a vida poderão contribuir para uma boa saúde mental.

Estudio de los diferentes sistemas de producción de Río Blanco: Mulukukú y Bocana de Paiwas, Nicaragua

El presente trabajo es el producto de una investigación socio económico práctica y metodológica ejecutada en la micro región de Río Blanco y auspiciado por el proyecto PRODERBO cuyo objetivo es fomentar el desarrollo sustentable a partir de estudios previos investigativos que conducen a proponer ejes de desarrollo de intervención. Este estudio se realiza a través de la metodología investigativa de diagnostico bajo el enfoque de análisis de sistema que cubre los aspectos sociales, históricos, culturales, técnicos y económico de la micro región. El análisis se sitúa a varios niveles: nivel de parcela, nivel de sistemas de producción o unidades productivas y nivel de zona. Los pasos metodológicos del estudio comprenden la revisión de fuentes secundarias, el sondeo, la zonificación, historia agraria, pre tipología, diseño del instrumento para el levantamiento de información primaria, la muestra que se hizo a partir de criterio cualitativo y cuantitativo para determinar 32 estudios de finca equivalente al 1% de las familias beneficiadas por el programa PERODERBO distribuidos en toda la Micro Región. El procesamiento y análisis de la información recopilada se realizó sobre la base de indicadores económicos a partir margen bruto, relacionado con el Umbral de Reproducción Simple y Racionalidad económica con estrategias productivas reforzada por antecedentes históricos. La caracterización de los sistemas de producción descansan en general en la articulación de la zonificación y tipología de zona (tomando la homogeneidad de problemática como criterio) y la encuesta. En la micro región se logró caracterizar 3 subzonas; la primera subzona corresponde a Wanawás, Auló, la segunda subzona corresponde a Río Blanco, Bocana de Paiwas, Wasayamba, Ubú norte y sur, en tanto la tercera subzona corresponde a Mulukukú y San Pedro del Norte. Con respecto a la evolución histórica del sistema agrario se logró analizar la historia en tres grandes momentos de la historia reciente de (1920-1998), conocidos como: Inmigración de campesino por el latifundio cafetalero y ganadero (1920-1950}, Inmigración del campesino ganadero (1951-1979) y Pos revolución (1980-1989). En la determinación de la tipología de productores se logró identificar 4 tipos de productores representativos en la zona de estudio. El tipo 1 es el pequeño productor asentado, sin capacidad de reproducción con un nivel de capitalización bajo de SU $1 046.59 dólar, con un área promedio de 72.85 mz donde la actividad ganadera juega un rol muy importante además de las actividades productivas de granos básicos malz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris), pequeñas parcelas de cultivos de cacao(Theobroma cacao), café (Coffea arábica), raices y tubérculos, sistema que no es suficiente para cubrir elURS ya que apenas alcanza 68% lo que implica una remuneración baja de sus ingresos agropecuarios. El tipo lA pequeno productor empobrecido sin capacidad de reproducción caracterizado por el mozo colono que le aseguran la mano de obra de los productores tipo 11 y 111 por que dispone del capital más bajo de la tipología identificada con SU $357.57 dólar, con un área promedio 35 mz concentrándose únicamente en la producción de granos básicos maíz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y algunas especies menores gallina (Gallus gallus) y Cerdo (Sus domesticus) y escasas parcelas de raices y tubérculos como yuca (Manihot esculenta), quequisque (Xanthosomas sagitiffolium) y musaceas (Musa spp), para completar la dieta alimenticia y lograr apenas alcanza un 23% del URS. El tipo 11 productor en equilibrio con carácter intensivo y con capacidad de reproducción, a partir de un sistema de producción diversificado y un área que 88:76 mz promedio trabajadas con cultivos de granos básicos malz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y cultivos perennes da cacao (Theobroma cacao), café (Coffea arábico) y ganadería extensiva de doble propósito.

Avances recientes en la utilización del sorgo en América Latina

En el presente escrito se presentan los avances recientes en la utilización del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) en América Latina. El sorgo después de ser cosechado y almacenado puede ser canalizado a tres grandes industrias molineras: molienda en seco, molienda húmeda y nixtamalización. Estas tres grandes industrias molineras generan materias primas para diversas industrias terminales tales como las industrias de panificación, productora de cereales de desayuno y botanas, cervecera y productora de etanol, jarabesleducorantes y productora de tortillas y botanas nixtamalizadas (fritos y doritos ). La calidad y tipo del grano juegan un papel crítico en la calidad de los productos obtenidos de cada una de estas industrias. El grano de sorgo de pericarpio blanco con glumas no coloreadas y textura de endospermo intermedia a dura es preferido por la industria de molienda en seco. Para la industria de molienda en húmedo o refinadora de almidón se prefieren sorgos tipo 1 con endospermo suave y de color amarillo o pigmentado. Para esta industria en particular debe exisrir disponibilidad de granos con almidón regular y ceroso. Finalmente para la industria nixtamalizadora se prefieren granos con características similares a los de molienda en seco, es decir granos blancos con glumas no coloreadas, textura intermedia y endospermo regular.

"Nicotiana tabacum" L. cv Xanthi como sistema heterólogo para la producción de lactógeno placentario humano (hPL)

152 p. : il., col.

SIHSUS como fonte para o estudo de morbi-mortalidade por medicamentos no Estado do Rio de Janeiro

A despeito de suas limitações, os dados do SIHSUS são os mais sistemáticos e abrangentes sobre as Reações Adversas e Intoxicações a medicamentos que provocam hospitalização. Eles demonstram a importância das ações de educação e investigação de casos do Programa Nacional de Farmacovigilância para possibilitar o diagnóstico mais acurado e superação do quadro atual de ocorrência desses agravos, além da possibilidade de o SIH/SUS ser utilizado sistematicamente como fonte de dados na detecção e análise dos problemas relacionados a medicamentos. No período de 1999 a 2007, foram emitidas 6.670.609 AIH (tipo 1), entre as quais 3.611 foram classificadas como internações devidas a RAM e 4.675 como Intoxicações, correspondendo, respectivamente, às taxas médias de 5,41 casos por 104 AIH e 7,2 casos por 104 AIH. Ocorreram 137 óbitos (3,79% das AIH) por RAM e 207 (4,43% das AIH) por Intoxicações na população internada. Tanto as RAM como as Intoxicações tiveram menor chance de levar ao óbito quando comparados às outras causas. Uma característica da distribuição dos RAM foi concentrar 62% das AIH nas faixas etárias de 20 a 59 anos de idade (grupo adulto). Nas Intoxicações merece destaque a elevada proporção de AIH na faixa etária de 0-4 anos (14,29%). As AIH registradas com causas básicas relacionados a RAM foram principalmente de pacientes do sexo masculino, já as Intoxicações foram principalmente de pacientes do sexo feminino. Em ambos tipos de agravos estes pacientes foram internados em hospitais que não faziam parte da Rede de Hospitais Sentinelas do Programa Nacional de Farmacovigilância. No entanto, a probabilidade destes hospitais registrarem as AIH com códigos CID-10 referentes às RAM é maior, o que ocorre provavelmente por estarem mais capacitados em diagnosticar este tipo de agravo. Porém este fato não foi observado para as Intoxicações. Os fármacos que causaram os agravos estudados são psicoativos. Este estudo apresentou algumas evidências sobre a distribuição da morbi-mortalidade provocada por medicamentos entre pacientes internados em hospitais conveniados ao SUS no período de 1999-2007, baseadas nas informações das AIH, que podem ser úteis ao Programa de Farmacovigilância no Estado do Rio de Janeiro.

Atividade pró-trombótica da toxina ExoU de Pseudomonas aeruginosa detectada em modelos experimentais in vivo e in vitro

Pseudomonas aeruginosa é um importante agente de pneumonia, particularmente em pacientes submetidos à ventilação mecânica, que pode evoluir para sepse, com elevadas taxas de letalidade. Na sepse, o processo inflamatório sistêmico exacerbado favorece o desequilíbrio entre as vias de coagulação e fibrinólise e a instalação de um estado pró-coagulante, com o aparecimento de trombose microvascular, coagulação intravascular disseminada e falência de múltiplos órgãos. Conhecendo a potente atividade pró-inflamatória da toxina ExoU produzida por P. aeruginosa, decorrente de sua atividade fosfolipásica A2, o objetivo desta tese foi investigar seu potencial de indução de alterações hemostáticas relacionadas à patogênese da sepse. Utilizando modelo de sepse em camundongos inoculados, por via intratraqueal, com suspensões de P. aeruginosa produtora de ExoU (PA103) ou de cepa com deleção do gene exoU, não produtora da toxina, foi mostrado que ExoU determinou maior gravidade da infecção, maior taxa de letalidade, leucopenia, trombocitose, hiperpermeabilidade vascular e transudação plasmática, evidenciadas, respectivamente, pela maior concentração de proteínas nos lavados broncoalveolares (LBAs) e acúmulo do corante Azul de Evans, previamente inoculado nos animais, por via endovenosa, no parênquima renal. ExoU favoreceu, também, a ativação plaquetária, confirmada pela maior concentração de plaquetas expressando P-selectina em sua superfície, maior número de micropartículas derivadas de plaquetas e maior concentração plasmática de tromboxano A2. A histopatologia dos pulmões e rins dos animais infectados com PA103 confirmou a formação de microtrombos, que não foram detectados nos animais controles ou infectados com a cepa mutante. Nos pulmões, a produção de ExoU determinou intensa resposta inflamatória com maior concentração de leucócitos totais e polimorfonucleados, interleucina-6 e fator de necrose tumoral-α nos LBAs. A análise imunohistoquímica mostrou intensa deposição de fibrina nos alvéolos e septos interalveolares. A atividade pró-coagulante dependente do fator tissular detectada nos LBAs dos camundongos infectados com PA103 foi independente da produção do inibidor da via de ativação do fator tissular (TFPI), mas associada ao aumento da produção do inibidor do ativador do plasminogênio-1 (PAI-1). Para investigar a participação do fator de ativação plaquetária (PAF) na liberação de PAI-1, foi pesquisada a atividade da enzima PAF-acetil-hidrolase (PAF-AH) nos LBAs dos camundongos. A atividade de PAF-AH apresentou-se significativamente elevada nos LBA dos camundongos infectados com PA103. O tratamento dos animais com um inibidor do PAF, antes da infecção, resultou na diminuição significativa das concentrações de PAI-1 e de leucócitos totais, bem como da atividade pró-coagulante dos LBAs. In vitro, ExoU induziu maior expressão do RNA mensageiro de PAI-1 e maior liberação da proteína PAI-1 nos sobrenadantes de células epiteliais respiratórias da linhagem A549. O tratamento das células A549 com um anticorpo anti-receptor de PAF, antes da infecção, reduziu significativamente a concentração de PAI-1 nos sobrenadantes de células infectadas com a cepa selvagem. Estes resultados demonstraram um novo mecanismo de virulência de P. aeruginosa através da atividade pró-trombótica de ExoU e a possibilidade de utilização da identificação de ExoU em isolados clínicos de pacientes graves como um marcador prognóstico para estes pacientes.

Recuperação de cobre de rejeitos de galvanoplastia utilizando resinas de troca iônica

Neste estudo, a sorção e recuperação de íons metálicos de resíduos sólidos industriais provenientes de uma indústria de galvanoplastia situada no Rio de Janeiro (Brasil) foram investigadas através da utilização de duas resinas comerciais de troca iônica: Lewatit VPOC 1800 (fortemente ácida, tipo gel) e Lewatit VPOC 1960 (fortemente básica, tipo gel), produzidas pela Lanxess-Bayer Chemicals. As características físico-quimicas das resinas e do lodo galvânico foram determinadas. Os estudos de sorção das resinas foram conduzidos em batelada e em coluna. Baseado nesses estudos, os parâmetros de sorção e das curvas de ruptura foram determinados. Os estudos de equilíbrio e cinética de sorção também foram realizados. O resíduo de galvanoplastia era composto pelos metais: Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ e Cr3+. A capacidade de sorção qe das resinas Lewatit VPOC 1800 variou entre 0,1-1,9 mg g-1 para Cu2+, 0,01-0,6 mg g-1 para Fe3+ e 0,2-0,4 mg g-1 para Al3+. Enquanto que para a resina Lewatit VPOC 1960, os valores de qe variou entre 0,01-0,4 mg g-1 para Cu2+ e 0,01 0,2 mg g-1 para Fe3+ dependendo da concentração do metal e do tempo de contato. A capacidade de sorção para a resina Lewatit VPOC 1960 foi restrita para íons Cu2+ e Fe3+ os quais formam complexos aniônicos com íons Cl-. O modelo de Freundlich foi o mais adequado para descrever o equilíbrio de troca iônica de ambas as resinas. Já em relação ao mecanismo de sorção, o modelo pseudo-segunda ordem tipo 1 foi o mais aplicável. O ponto de ruptura das resinas Lewatit VPOC 1800 e Lewatit VPOC 1960 em relação aos íons Cu2+ocorreu quando passou através da coluna, 1860 cm3 e 2220 cm3 de solução de resíduo sólido respectivamente (20 g de resina, 100 mg L-1 de íons Cu2+, vazão de 60 cm3 min-1). Os íons metálicos Cu2+, Fe3+, Al3+, foram dessorvidos em alta proporção da resina Lewatit VPOC 1800 passando pela coluna solução aquosa de H2SO4 2,4 mol L-1. Já os metais Cu2+ e Fe3+ foram eluídos da resina Lewatit VPOC 1960 com solução aquosa de HCl 2,0 mol L-1. A recuperação seletiva de Cu2+ não foi alcançada porque Cu2+ e Fe3+ precipitam na mesma faixa de pH

Fenofibrato (agonista do receptor ativador da proliferação peroxissomal) modula o sistema renina-angiotensina no coração de camundongos alimentados com dieta hiperlipídica

O objetivo deste trabalho foi estudar a ação do fenofibrato, um agonista do receptor ativador da proliferação peroxissomal alfa, no remodelamento cardíaco e na expressão de componentes do sistema renina-angiotensina (SRA) em um modelo de obesidade induzida por dieta. Camundongos machos C57Bl/6 com três meses de idade foram alimentados durante 11 semanas com dieta controle (grupo C, 3,57 kcal/g de dieta) ou dieta hiperlipídica (grupo HL, 5,40 kcal/g de dieta), em seguida foram separados em quatro grupos e estudados durante cinco semanas: C; HL; C-L (C mais fenofibrato) e HL-F (HL mais fenofibrato). Os animais HL foram mais pesados e apresentaram maior pressão arterial (PA) comparados aos animais C, mas HL-F foram mais leves e tiveram PA menor que HL. A resistência insulínica vista nos camundongos HL foi melhorada com fenofibrato nos camundongos HL-F. Fenofibrato reduziu colesterol total, triglicerídeos e aumentou HDL-c. Os animais HL apresentou um ventrículo esquerdo (VE) mais pesado e com espessura da parede maior, como também cardiomiócitos maiores e uma menor razão cardiomiócito/capilares que os animais C. Fenofibrato foi eficiente em melhorar estas alterações. As expressões cardíacas de Angiotensina II (ANG II) e de seu receptor tipo 1 (AT1R) foram maiores, enquanto que a expressão de seu receptor tipo 2 (AT2R) foi menor nos animais HL que nos animais C, e fenofibrato foi eficiente em atenuar estas diferenças. Como conclusão, a dieta HL lidera para a obesidade, elevação da PA, hipertrofia cardíaca, alterações metabólicas e expressão proteica alterada do SRA em camundongos, sugerindo a participação do SRA nestas alterações. Fenofibrato é eficiente em diminuir a PA e controlar a expressão proteica do SRA, assim como no tratamento da resistência insulínica e do remodelamento cardíaco adverso, diminuindo a hipertrofia dos cardiomiócitos e melhorando a vascularização do miocárdio, desta maneira, diminuindo importantes fatores de risco para doenças cardiovasculares

Valoración del riesgo cardiovascular y edad vascular en personas con hipertensión primaria

INTRODUCCIÓN: los factores de riesgo cardiovasculares (FRCV) son los que se asocian a una mayor probabilidad de sufrir una enfermedad cardiovascular (ECV), estos pueden ser no modificables o modificables como la hipertensión primaria que tiene un origen multifactorial. Mediante el método Framingham se describen el perfil del riesgo cardiovascular absoluto (RCV) que es la probabilidad de presentar un evento cardiovascular en 10 años y la edad vascular (EV) la cual indica la edad que le corresponde a las arterias. OBJETIVOS: 1) Estimar el perfil de RCV y EV en personas con HTA primaria a través del método Framingham. 2) Conocer dentro del RCV, si el riesgo es bajo, medio o alto teniendo en cuenta la edad, HDL-colesterol, colesterol total (COL), pensión arterial sistólica (PAS), diabetes tipo 1 y tipo 2 y el tabaquismo. MÉTODOS: participaron en el estudio 58 personas (edad= 51,7 ±7,8 años) 46 hombres y 12 mujeres) diagnosticadas con HTA primaria y sobrepeso u obesidad, incluidas en la investigación EXERDIET-HTA. Se les realizó una estimación del RCV y EV a través del método Framingham. Las variables que se consideraron para la valoración fueron la edad, HDL-C, COL, PAS, si padecían diabetes o no y si eran fumadores o no. RESULTADOS: las personas estudiadas presentan un RCV del 15,5±7,7% que se relaciona con un RCV de nivel medio, siendo más alto en los hombres que en las mujeres (P=0,001). En la totalidad el 24% de los participantes presenta un RCV alto, el 47% medio y el 24% bajo. La EV media estimada es de 65±10 años, 13 años superior a la edad cronológica. CONCLUSIONES: Personas con diagnóstico de HTA primaria y el correspondiente tratamiento farmacológico presentan un RCV medio a sufrir un evento cardiovascular en los próximos 10 años de entre el 10-20%. Se hace necesario un control más exhaustivo de todos los FRCV, de forma especial en los hombres en relación con el hábito del tabaquismo. La EV en personas hipertensas es superior a la edad cronológica, lo que acentúa la necesidad de adopción de un estilo de vida más saludable

Preparação e avaliação de resinas biocidas impregnadas com iodo a partir de resinas comerciais de estireno e divinilbenzeno

Neste trabalho, foram empregadas duas resinas comerciais de caráter fortemente básico. Ambas tendo como base copolímeros de estireno e divinilbenzeno (DVB), sendo que a VPOC 1950 contém em sua composição grupos quaternários de amônio do tipo 1, que apresentam três grupos metila e a VPOC 1960 grupos quaternários de amônio do tipo 2, que apresentam um grupo etanoíla e dois grupos metila. As resinas comerciais citadas foram escolhidas por apresentarem grande capacidade de troca iônica, estabilidade e grupos funcionais de interesse para a impregnação com iodo. As resinas foram impregnadas com iodo por meio de três metodologias distintas, uma solução metanólica de iodo 0,08 mol/L com e sem iodeto de potássio 0,14 mol/L, e iodo 0,08 mol/L em heptano. As resinas foram caracterizadas por área específica, volume do poro, grau de inchamento, microscopia ótica, espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e determinação do iodo fixado por iodometria. A avaliação da atividade biocida foi realizada através do método da contagem em placas, utilizando-se uma cepa de Escherichia coli ATCC11775 em concentrações de 103 a 107 células/mL. Todas as resinas impregnadas mostraram atividade bactericida significante devido à presença de iodo correlacionada às características da resina, tais como: grupos funcionais, tamanho e formato dos poros. Para efeito de comparação, foram realizados ensaios bactericidas com as resinas de partida para comprovação ou não da ação bactericida ser atribuída somente ao iodo