Espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio, antioxidantes e marcadores de dano oxidativo em sangue humano: principais métodos analíticos para sua determinação

We review here the chemistry of reactive oxygen and nitrogen species, their biological sources and targets; particularly, biomolecules implicated in the redox balance of the human blood, and appraise the analytical methods available for their detection and quantification. Those biomolecules are represented by the enzymatic antioxidant defense machinery, whereas coadjutant reducing protection is provided by several low molecular weight molecules. Biomolecules can be injured by RONS yielding a large repertoire of oxidized products, some of which can be taken as biomarkers of oxidative damage. Their reliable determination is of utmost interest for their potentiality in diagnosis, prevention and treatment of maladies.

Determinação do máximo déficit acumulado de oxigênio: efeito da duração dos testes submáximos para predição da demanda de oxigênio

The aim of this study was to investigate the influence of different assessment time periods of submaximal tests on the determination of the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD), through the adoption of different time slots of 4 to 6, 6 to 8 and 8 to 10 min. Ten cyclists with mean age of 27.5 ± 4.1 years, body mass 74.4 ± 12.7 kg and time experience of 9.8 ± 4.7 years participated in this study. The athletes underwent an incremental exercise test to determine the peak oxygen consumption (VO2peak), and four submaximal constant work-load test sessions (60, 70, 80 and 90% VO2peak) of 10 min in order to estimate the O2 demand (DEO2). The mean VO2 values obtained on each constant work-load for the 4 to 6, 6 to 8 and 8 to 10 min time-periods intervals were used to perform a linear regression between the intensity and O2 consumption for each time-period. In addition, the subjects performed one supramaximal rectangular test (110% VO2peak) for the quantification of MAOD. There was no significant difference in VO2 between the different time-periods for all submaximal tests (P> 0.05). Similarly, no significant difference was found in DEAO2 and MAOD (P> 0.05). Furthermore, the values of MAOD for the three time-periods intervals showed good agreement and strong correlation. Thus, the data suggest that the submaximal tests used to estimate the values of MAOD can be reduced, at least in this type of sample, and with the use of a cycle simulator.

Reaproveitamento de óxidos de manganês de pilhas descartadas para eletrocatálise da reação de redução de oxigênio em meio básico

The oxygen reduction reaction was studied in alkaline media using manganese oxides obtained from spent batteries as electrocatalysts. Three processes were used to recover manganese oxides from spent batteries. The particles obtained were in the range from 8 to 11 nm. The electrochemical experiments indicated a good electrocatalytic activity toward oxygen reduction using the different samples and showing approximately a direct transference of 4 electrons during the process. Even though all the processes were efficient, the best result was observed for the prepared sample using reactants of low cost.

Produção de hidrogénio por fotoeletrólise da água – aproveitamento do subproduto oxigénio

A noção de Economia relativa ao Hidrogénio no vocabulário dos líderes políticos e empresariais tem vindo a mudar sobretudo pela preocupação da poluição global, segurança energética e mudanças climáticas, para além do crescente domínio técnico dos cientistas e engenheiros. O interesse neste composto, que é o elemento mais simples e abundante no universo, está a crescer, devido aos avanços tecnológicos das células de combustível – as potenciais sucessoras das baterias dos aparelhos portáteis eletrónicos, centrais elétricas e motores de combustão interna. Existem métodos já bem desenvolvidos para produzir o hidrogénio. Contudo, destacase a eletrólise da água, não só por ser um método simples mas porque pode utilizar recursos energéticos renováveis, tais como, o vento ou os painéis fotovoltaicos, e aumentar a sua eficiência. Os desafios para melhorar a utilização deste método consistem em reduzir o consumo, a manutenção e os custos energéticos e aumentar a confiança, a durabilidade e a segurança. Mais ainda, consistem em rentabilizar o subproduto oxigénio pois é um gás industrial e medicinal muito importante. Neste trabalho, estudou-se a viabilidade económica da instalação de uma unidade de produção de hidrogénio e oxigénio puros por eletrólise da água, utilizando como fonte energética a energia solar, na empresa Gasoxmed – Gases Medicinais S.A., pretendendo num futuro próximo, comercializar o hidrogénio como fonte de energia, e por outro lado, aproveitar o subproduto oxigénio para utilização industrial. Projetou-se assim uma unidade utilizando um eletrolisador da marca Proton, modelo C30, com capacidade de produção gasosa de 3 kg/h (30 m3/h) de hidrogénio e 20 kg/h (15 m3/h) de oxigénio. Os gases produzidos são comprimidos num compressor da marca RIX a 200 bares para posterior armazenamento em cilindros pressurizados. Dimensionou-se ainda um sistema de miniprodução fotovoltaico com potência 250 kW para alimentar eletricamente a instalação. A realização do projeto na nova área de produção necessitará de 1.713.963€, os quais serão adquiridos por empréstimo bancário. Definiram-se todos os custos fixos associados ao projeto que perfazem um total de 62.554€/mês para os primeiros 5 anos (duração do crédito bancário) findo o qual diminuirão para 21.204€/mês. Da comercialização do hidrogénio, do oxigénio industrial e da eletricidade produzida no sistema de miniprodução de 250 kW, prevê-se um lucro mensal de 117.925€, perfazendo assim um total líquido mensal positivo de 55.371€ durante os primeiros 5 anos e a partir daí de 96.721€/mês, resultando uma amortização do investimento inicial no final do 3º ano.

Desenvolvimento e optimização de um sensor de fibra óptica para determinação da concentração de oxigénio

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Instrumentação, Manutenção Industrial e Qualidade

Valor Prognóstico da Normalização da Resposta Ventilatória ao Exercício para o Consumo Máximo de Oxigénio na Insuficiência Cardíaca

Cardiopulmonary exercise testing (CPET) is an objective method for assessment of functional capacity and for prognostic stratification of patients with chronic heart failure (CHF). In this study, we analyzed the prognostic value of a recently described CPET-derived parameter, the minute ventilation to carbon dioxide production slope normalized for peak oxygen consumption (VE/VCO2 slope/pVO2). METHODS: We prospectively studied 157 patients with stable CHF and dilated cardiomyopathy who performed maximal CPET using the modified Bruce protocol. The prognostic value of VE/VCO2 slope/pVO2 was determined and compared with traditional CPET parameters. RESULTS: During follow-up 37 patients died and 12 were transplanted. Mean follow-up in surviving patients was 29.7 months (12-36). Cox multivariate analysis revealed that VE/VCO2 slope/pVO2 had the greatest prognostic power of all the parameters studied. A VE/VCO2 slope/pVO2 of > or = 2.2 signaled cases at higher risk. CONCLUSION: Normalization of the ventilatory response to exercise for peak oxygen consumption appears to increase the prognostic value of CPET in patients with CHF.

Correlação entre o consumo de oxigênio obtido pelo método de Fick e pela calorimetria indireta no paciente grave

OBJETIVO: Correlacionar o índice de consumo de oxigênio medido através da calorimetria indireta (VO2I DELTA) às medidas calculadas pela equação reversa de Fick (VO2I FICK) em pacientes graves, vítimas de trauma ou sepse. MÉTODOS: Analisados 14 pacientes vítimas de trauma (n=5) ou sepse (n=9), com média de idade de 39,4 ± 5,4 anos, sendo 10 homens e 4 mulheres, APACHE II de 21,3±1,8, ISS de 24,8±6, Sepsis Score de 19,6±2,3, com risco de óbito calculado pelo APACHE II de 41,9±7,1%, submetidos à ventilação mecânica e monitorização hemodinâmica invasiva com cateter de Swan-Ganz e realizadas, pelos dois métodos, 4 séries de medidas do VO2I (T1 a T4). RESULTADOS: Houve uma boa correlação entre os dois métodos (r = 0,77), para a média das quatro medidas seriadas. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os dois métodos nos tempos T1 (VO2I DELTA = 138±28 e VO2I FICK = 159±38 mL.min-1.m-2, p = 0,10) e T3 (VO2I DELTA = 144±26 e VO2I FICK = 158±35 mL.min-1.m-2, p = 0,14). Houve diferença significativa nos tempos T2 (VO2I DELTA = 141±27 e VO2I FICK = 155±26 mL.min-1.m-2, p = 0,03) e T4 (VO2I DELTA = 145±24 e VO2I FICK = 162±26 mL.min-1.m-2, p = 0,01). CONCLUSÃO: A calorimetria indireta é um método não invasivo, isento de complicações, que pode ser usado para avaliação do consumo de oxigênio no paciente grave de forma tão eficaz quanto à equação reversa de Fick.

Estimativa não-invasiva do débito cardíaco durante o exercício a partir de impedância cardiográfica e consumo de oxigênio em idosos

OBJETIVO: O presente estudo analisou a concordância entre as estimativas do débito cardíaco (Q) geradas por dois métodos indiretos e sua aplicabilidade em 54 homens e 77 mulheres (60-90 anos). MÉTODOS: Os indivíduos realizaram um teste cardiopulmonar de exercício progressivo máximo em ciclo-ergômetro. O Q foi estimado a partir do consumo de oxigênio e da impedância cardiográfica a 50% e 100% da carga máxima alcançada no teste (Wmáx). Os limites de concordância e as diferenças médias (vieses) foram avaliados segundo a metodologia proposta por Bland e Altman, enquanto a relação entre os métodos foi analisada por regressão linear e correlação intraclasse (ICC). RESULTADOS: Na carga equivalente a 50% Wmáx, a diferença entre as médias dos métodos foi de -0,58 L•min-1 (6,3% menor para a medida da impedância), e o limite de concordância de ± 2,54 L•min-1 (24,7%). Em 100% Wmáx, a diferença foi de 1,03 L•min-1 (8,5% maior para a medida da impedância), com um limite de concordância de ± 3,35 L•min-1 (27,6%). Os valores de ICC e as curvas de regressão obtidas entre os métodos foram: Qimp=1,82+0,75Q VO2 (r²=0,765, p<0,001; ICC=0,727, p<0,01) para 50% Wmáx; Qimp=0,93+1,00Q VO2 (r²=0,755, p<0,001; ICC=0,796, p<0,01) para 100% Wmáx. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem uma boa concordância na estimativa do Q no exercício em idosos pelos dois métodos, o que se revela compatível com os achados de estudos similares com indivíduos jovens.

Sôbre o grau de septicidade das águas naturais e seu teor em oxigênio dissolvido (D. O.)

Trabalhando com 20 amostras de água de superfície coletadas quase sempre dentro da área pertencente à ESALQ, usando a técnica usual e o método de Winkler e a modificação introduzida por Rideal-Stewart, o A. fêz 29 determinações, sendo 23 de oxigênio dissolvido (D. O.) e 6 de demanda bioquímica de oxigênio (B. O. D.); zero e 7,6 p. p. m. foram os limites encontrados para o D. O. e zero e 1,4, os limites para o B. O. D. Quando a mesma amostra era usada para a determinação feita pelos dois métodos, observava-se que os valores eram sempre maiores com o método de Winkler, não modificado; isto foi atribuído à presença de nitritos, sais de ferro e matéria orgânica, em quantidade significativa, na água das amostras. Releva considerar que as amostras foram colhidas em região onde o solo é de natureza argilosa e rico de elementos ferrosos, conhecido localmente como terra roxa. Das 17 dosagens feitas pelo método de Winkler, 6 mostraram valores inferiores a 4 para o D. O., o que indica, considerado o Código Sanitário do Estado de São Paulo, cujo projeto foi apresentado por ANDRADE et al. (1957), que as águas onde as amostras foram retiradas, têm o seu uso vedado para fins potáveis, agrícolas ou recreacionais. Das 6 determinações de D. O. feitas pelo método de Winkler, modificado por Rideal-Stewart, apenas uma (água-filtrada, não clorada, da Estação de Tratamento), apresentou valor acima de 4 p. p. m., a qual poderia ser usada para o consumo, mas, assim mesmo, com desinfecção prévia e não após a filtração, como vem sendo realizado naquela estação. Os resultados obtidos para o B. O. D., aliás muito poucos, usando-se em 50% dos casos, água clorada que interfere no crescimento e multiplicação das bactérias porventura ali presentes, são já favoráveis ao uso das águas analisadas.

Transferência de oxigénio em dispersões aquoso-orgânico

O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da unidade curricular de Trabalho Final de Mestrado, integrante do Mestrado em Tecnologia Química do Instituto Politécnico de Tomar. Foi realizado nos laboratórios do Instituto Superior Técnico de Lisboa entre Fevereiro e Julho de 2013, na modalidade de estágio. O trabalho consistiu na determinação experimental do coeficiente volumétrico de transferência de massa do lado do líquido (kLa) em sistemas gás-líquido-líquido num tanque agitado, e visou avaliar o efeito da adição de uma fase orgânica e de um agente de superfície sobre o coeficiente de transferência de massa de oxigénio. Numa primeira etapa, de adaptação às práticas experimentais baseadas no método dinâmico de “salto de pressão”, procedeu-se à determinação do kLa num sistema tradicional gás-líquido (ar-água). Numa segunda etapa, e que consistiu numa evolução de trabalhos anteriores neste campo, avaliou-se o efeito da presença de uma fase orgânica,. Os ensaios foram realizados sob condições operacionais constantes: volume de fase líquida 9,8 L, caudal de gás de 5,2 L/min, velocidade de agitação de cerca de 400 rpm, e holdup da fase orgânica (ϕ) de 1 %. Numa terceira etapa, numa abordagem ainda nunca tentada, estudou-se o efeito da presença de um agente de superfície no sistema gás-líquido-líquido. Nos ensaios a concentração do agente de superfície Triton X-100 no tanque foi de cerca de 5,4x10-4 M. Verificou-se que a adição de uma mistura dodecano-heptano a uma dispersão ar-água nas condições testadas aumenta a transferência de oxigénio na gama de fração de heptano entre os 0 % e os 90 % e diminui para uma fração superior aos 90 % de heptano. Na gama em que a fase orgânica é rica em heptano a adição do Triton X-100 faz aumentar o kLa enquanto que para frações de heptano inferiores a 90%provoca a sua diminuição. As observações experimentais reforçam a importância do coeficiente de espalhamento nos sistemas gás-líquido-líquido

Respiração e produção de etanol e de etileno em mangas armazenadas sob diferentes concentrações de dióxido de carbono e oxigênio

O objetivo deste trabalho foi avaliar a respiração e produção de etanol e etileno em mangas armazenadas sob reduzidas concentrações de oxigênio (O2) e elevadas concentrações de dióxido de carbono (CO2). Mangas pré-climatéricas das cultivares Kent e Tommy Atkins foram armazenadas, sob fluxo contínuo, por 14 ou 21 dias, a 12°C em três concentrações de O2: 3%, 5% ou 21% em mistura com concentrações de 5%, 15%, 25%, 35%, 45%, 50% ou 70% de CO2. O tratamento-testemunha constou de armazenagem em ar sob fluxo contínuo. Após o período em atmosfera controlada (AC), as mangas foram transferidas e mantidas por 5 dias em ar a 20°C. Mangas sob concentrações de 50% e 70% de CO2 produziram mais etanol que nas demais concentrações de CO2. A redução para 3% de O2 na atmosfera de armazenagem aparentemente não teve efeito adicional ao CO2 na produção de etanol. A atividade respiratória de mangas em AC com CO2 acima de 45% foi muito mais intensa do que a respiração sob as concentrações de CO2 mais baixas; a produção de etileno, no entanto, esteve suprimida, e, mesmo após a transferência para ar, não se recuperou, permanecendo inferior aos demais tratamentos. A queda na atividade respiratória das mangas armazenadas a 50% e 70% de CO2, quando foram transferidas para ar a 20°C indica que as elevadas concentrações de CO2 causaram dano irreparável aos tecidos.

ARMAZENAMENTO DE MAÇÃS 'ROYAL GALA' SOB DIFERENTES TEMPERATURAS E PRESSÕES PARCIAIS DE OXIGÊNIO E GÁS CARBÔNICO

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da temperatura de armazenamento e condições de atmosfera controlada sobre a manutenção da qualidade da maçã cv. Royal Gala. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, arranjado em um esquema bifatorial, com 4 repetições e a amostra composta por 25 frutos. Os oito tratamentos originaram-se da combinação de dois níveis do fator temperatura (-0.5ºC e 0ºC) com quatro níveis do fator condição de atmosfera controlada (1kPa O2/2kPa CO2, 1,2kPa O2/2kPa CO2, 1kPa de O2/3kPa CO2 e 1,2kPa O2/3kPa CO2). As avaliações foram realizadas após nove meses de armazenamento, na abertura das câmaras, e após sete dias de exposição dos frutos à temperatura de 20ºC. De acordo com os resultados obtidos, as temperaturas testadas não diferiram estatisticamente com relação à acidez titulável na saída da câmara, sendo que a melhor combinação de gases foi 1,2 kPa de O2 e 2 kPa de CO2. Já após sete dias de armazenamento a 0ºC, não houve diferença estatística com relação à concentração de gases. A temperatura de 0ºC apresentou maior firmeza de polpa, menor incidência de frutos com polpa farinhenta e degenerescência da polpa após sete dias a 20ºC. A combinação de gases 1,0kPa de O2 e 2 e 3 kPa de CO2 apresentou melhor manutenção da acidez titulável e menores valores de ocorrência de podridões e distúrbios fisiológicos. Concluiu-se que a melhor temperatura de armazenamento para a cv. Royal Gala é de 0(0)C e a melhor combinação de gases é de 1kPa de O2 e 2 e 3 kPa de CO2.