Academic literature on the topic 'Metabolismo ácido das crassuláceas'

No presente trabalho são discutidos alguns aspectos teóricos dos mecanismos e adaptações empregados pela vegetação submersa para maximizar o aproveitamento do carbono inorgânico na água. O tipo de estratégia utilizada pelas macrófitas aquáticas submersas deve-se a diferenças genéticas entre as espécies e também às condições ambientais predominantes. Vários mecanismos fisiológicos e morfológicos, como a utilização do metabolismo C4, do ácido das crassuláceas (CAM), a utilização do bicarbonato (HCO3-), a utilização do CO2 da água intersticial do sedimento e o desenvolvimento de folhas aéreas foram considerados as principais adaptações para evitar a limitação do carbono no ambiente aquático. De relevância ecológica, a utilização destas diferentes estratégias pode compensar baixas ofertas de CO2 às taxas fotossintéticas de várias espécies submersas e suprimir a fotorrespiração por garantir altas concentrações intracelulares de CO2. Assim, estes mecanismos são responsáveis, em parte, pelo sucesso das macrófitas aquáticas submersas em ambientes oligotróficos, com baixas concentrações de CO2.

Un estudio comparativo del metabolismo de ácido fólico se ha hecho en dos grupos: 16 mujeres embarazadas normales y 74 mujeres con toxemia del embarazo; en este grupo se observó un aumento de la excreción de ácido formiminoglutámico, lo que indica una deficiencia de ácido fólico; este fenómeno se normalizó por la administración de ácido fólico. Estos resultados demuestran que en los pacientes con toxemia del embarazo hay una deficiencia de ácido fólico, pero no establecen la relación entre ambos.

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos níveis de ácido chiquímico e ácido salicílico em plantas de cana-de-açúcar submetidas à aplicação de maturadores. Aplicou-se glyphosate nas doses de 400 e 200 mL ha-1 e na dose de 150 mL ha-1 em mistura com sulfumeturon-methyl a 12 e 20 g ha-1 e sulfumeturon-methyl a 20 g ha-1. As avaliações foram realizadas aos 15 e 30 dias após a aplicação (DAA) e aos 30, 60, 90, 120 e 150 dias após a colheita da cana-de-açúcar. Os teores de ácido chiquímico e salicílico nas plantas de canade-açúcar foram determinados por cromatografia líquida e espectrometria de massas. Os resultados mostraram que as doses de glyphosate correlacionaram-se diretamente com as concentrações de ácido chiquímico na planta, sendo superiores à da testemunha. Aos 30 DAA, houve aumento na concentração de ácido salicílico em todos os tratamentos estudados, revelando um processo de senescência da planta. Maiores doses de glyphosate promoveram aumento na concentração de ácido chiquímico e ácido salicílico antes da colheita da canade-açúcar. No período de crescimento da planta, aumentos nos teores dos ácidos chiquímico e salicílico revelaram dependência da aplicação dos produtos e também dos fatores abióticos e bióticos a que a cultura foi exposta.

Las principales vías metabólicas que sigue la glucosa en las células de los mamíferos se indican en la Fíe. 1. Desde el punto de vista cuantitativo, la vía más importante es la de Embden Meyerhof llamada también vía glicolÍtica. En condiciones anaeróbicas, el producto final de la glicólisis es el ácido láctico, mientras que en presencia de oxígeno, el ácido pirúvico ingresa al ciclo de Krebs para oxidarse a CO2 y agua. Sin embargo, los tumores y algunos tejidos normales, entre los que está el cerebro, forman cantidades apreciables de ácido láctico aún en condiciones aeróbicas. La glicólisis y la respiración son los mayores mecanismos productores de energía en las células de los mamíferos.

Foram investigados os efeitos nutricionais de dois níveis de ácido L-glutâmico (L-Glu) combinados a quatro níveis de vitamina K (vit. K) no soro e no fígado de pintos de corte machos, Hubbard, de 1 dia de idade, criados em baterias aquecidas recebendo dieta básica purificada suplementada com 6,25 e 12,5% de ácido glutâmico combinados a 0,02; 0,2; 2,0 e 20,0 mg de vit. K/kg. Duzentas e cinqüenta e seis aves foram distribuídas em esquema fatorial 2 × 4, em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições de oito aves. As concentrações de cálcio e a fosfatase alcalina (FA) no soro não diferiram aos 7, 14 e 21 dias de idade. Os níveis séricos de fósforo diferiram aos 21 dias de idade e foram maiores com 12,5% de ácido glutâmico. O peso de fígado foi maior nas aves alimentadas com a dieta com 6,25% de ácido glutâmico e 12,5% de ácido glutâmico + 0,02 mg vit. K/kg. Os níveis séricos de proteínas totais mantiveram-se muito abaixo do normal. As concentrações da enzima glutamato-piruvato transaminase (GPT) foram elevadas nas aves alimentadas com ácido glutâmico e vit. K nos níveis avaliados. A enzima alanina aminotransferase foi encontrada em concentração muito superior aos níveis considerados normais para aves alimentadas com dietas contendo ácido glutâmico e vitamina K nos níveis avaliados. Os níveis de vit. K estudados não afetaram a absorção de cálcio e fósforo e da enzima fosfatase alcalina nem o metabolismo do tecido ósseo. O nível de nitrogênio não-específico (ácido glutâmico) de 6,25% das dietas alterou o metabolismo do tecido ósseo, como resultado da maior concentração de fosfatase alcalina no soro das aves.

A fibrose hepática é uma condição clínica presente na maioria das doenças hepáticas, caracterizada pelo aumento na síntese dos componentes da matriz extracelular na tentativa de cicatrização do tecido lesionado. A principal célula responsável pelo desenvolvimento da fibrose hepática é a célula estrelada hepática, localizada no espaço de Disse. Esta apresenta dois fenótipos: o quiescente e o ativado. O metabolismo de lipídeo na célula estrelada está relacionado com o fornecimento de energia para a iniciação e perpetuação do seu estado ativado. Dentro deste contexto a ácido graxo sintase (FASN), proteína chave da síntese de ácido graxo de novo torna-se alvo do estudo, uma vez que o metabolismo de lipídeos está intimamente relacionado ao processo fibrosante em células estreladas hepáticas. Sabe-se que o fármaco triclosan (TCS) é inibidor da proteína FASN na síntese de ácido graxo de novo, com potencial alteração do processo fibrosante em células estreladas hepáticas. Sendo assim, avaliamos os aspectos celulares e moleculares do efeito do fármaco TCS na modulação do metabolismo de lipídeo através da inibição da FASN em modelo de células estreladas hepáticas LX-2. Os resultados demonstraram que o TCS na concentração 50 µM em cultura celular LX-2 crescida em 10% de soro bovino fetal (SBF) – estado ativado- promove alterações morfofuncionais nas células; tanto pela despolimerização dos filamentos de actina quanto pela formação de estruturas globulares de actina no citoesqueleto celular. Desta maneira, o fármaco TCS apresentou características possivelmente citotóxicas em células LX-2 com 10% de SBF. Por outro lado, o estudo da inibição da proteína FASN demonstrou resultados que sugerem uma transdiferenciação celular correlacionada com a reversão do quadro pró-fibrosante hepático em células LX-2, com o aumento das gotículas de lipídeo no citoplasma e aumento da expressão dos genes relacionados ao metabolismo de lipídeos. Estes resultados requerem maiores investigações da modulação do fármaco TCS na patogenia investigada.

Guzmania monostachia é uma bromélia tanque epífita C3-CAM facultativa, constituindo-se em um modelo muito interessante para estudar a sinalização que ocorre na transição da fotossíntese C3 para CAM. Baseado em resultados obtidos pelo Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP, constatou-se que a mudança em questão se dá de forma diferente ao longo do comprimento das folhas dessa espécie, sendo muito mais pronunciada na região apical do que na basal. Outra pesquisa, desenvolvida anteriormente no mesmo laboratório, sugere fortemente que na indução ao CAM, em plantas jovens de abacaxizeiro C3, o óxido nítrico (NO) e o ácido abscísico (ABA) atuam como mediadores dessa resposta. Levando em conta esses fatos, o presente trabalho visou caracterizar a participação do NO e do ABA como sinalizadores do CAM em uma bromélia que é reconhecidamente C3-CAM facultativa na natureza. Além disso, suas folhas apresentam diferentes níveis de expressão do CAM ao longo do comprimento, podendo, assim, constituir-se em um ótimo modelo para estudos de sinalização. Também se buscou, nesta pesquisa,saber se seria possível reduzir o modelo de estudo para folhas destacadas, não necessitando empregar a planta inteira nos experimentais. Após a comparação da fotossíntese entre folhas pertencentes a plantas inteiras e folhas destacadas, concluiu-se que é viável trabalhar com as folhas isoladas.Essas foram induzidas ao CAM por déficit hídrico, proporcionado por uma solução de polietilenoglicol (PEG) na concentração de 30%. O acúmulo noturno de acidez e a atividade das enzimas fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) e malato desidrogenase (MDH) em três porções foliares (porção basal, mediana e apical) foram usadas para caracterizar o grau de expressão do CAM. O conteúdo d\'água (expresso em porcentagem)foi usado como um indicativo da perda d\'água pelo tecido foliar.A participação do NO no processo de indução ao CAM foi avaliado por meio de dosagens por quimioluminescência, espectrofluorimetria e localização in situ por microscopia de fluorescência. Também foi usado um doador desse radical livre, o nitroprissiato de sódio (SNP). O ABA foi quantificado pela técnica de cromatografia a gás acoplada a espectrômetro de massas (GC-MS). As folhas mudaram seu metabolismo fotossintético de C3 para CAM no sexto dia de incubação com PEG (segundo o acúmulo noturno de ácidos e a atividade da enzima PEPC), mas a primeira queda detectável no teor d\'água ocorreu logo nas 12 primeiras horas, aumentando até 24ª hora. Nos dias seguintes (até o 7º), o menor teor de água foi encontrado na região basal da folha, enquanto que o CAM se expressou com maior intensidade na porção apical, sugerindo a existência de uma sinalização da redução hídrica entre a parte basal e a apical da folha. De fato, foram detectados maiores quantidades de ABA, em resposta ao déficit hídrico imposto pelo PEG, ao longo de todo o comprimento foliar, com maior quantidade na região apical. Teores significativamente maiores de NO foram detectados por espectrofluorimetria nos últimos três dias de experimento, apenas na região apical. A citolocalização do NO corroborou a quantificação por espectrofluorimetria, mostrando um aumento a partir do sexto dia nos ápices foliares. Conclui-se, portanto, que tanto o NO quanto o ABA parecem participar da sinalização do CAM. Possivelmente, o ABA desempenha um papel decisivo quanto à sinalização da diminuição do teor d\'água, devido ao seu aumento em todo o comprimento da folha,enquanto que o NO parece atuar como um mensageiro secundário, importante à indução do CAM na porção apical foliar.
Guzmania monostachia is a C3-CAM facultative epiphyte tank bromeliad and a very promising model to study the C3 to CAM transition. Results obtained on the Laboratory of Plant Physiology on IBUSP showed that this transition occurs differently along the leaf blade o this species, as it is much stronger on the apical portion of the leaf, when compared to the basal one. Another research, from the same group, strongly suggests that on the induction of CAM in young pineapple plants is mediated by abscisic acid (ABA) and nitric oxide (NO). Based on both of these results, this work intends to characterize the role of NO and ABA in CAM signaling, using as a model of study a species which is generally accepted to be a facultative CAM on natural conditions. Besides that, G. Monostachia shows different degrees of CAM along the leaf blade, which makes an interesting model of it for signaling studies. It was also attempted to use detached leaves as a valid model of study for this species. Since no remarkable differences were detected between an experiment performed with whole plants or detached leaves alone, it was chosen to carry over the work using only detached leaves. The induction of CAM was performed by drought, using a 30% polyethyleneglycol (PEG) solution. The nocturnal acid accumulation and the activity of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) and malate dehydrogenase (MDH) enzymes were measured in three portions of the leaf (basal, middle and apical). The water amount was indicative of the water loss on foliar tissues. NO participation was assessed through chemioluminescence, spectrofluorimetry and in situ localization by fluorescence microscopy. A NO donor was also used. ABA was quantified by gas chromatography associated with mass spectrometry (GC-MS). The leaves changed the photosynthetic metabolism from C3 to CAM on the sixth day after the beginning of PEG exposure (as stated by the nocturnal acid accumulation and PEPC activity), but the decrease in water amount values started soon, after 12 hours of exposure, and stabilizing after 24 hours. The major loss of water percentage was detected on the basal portion, persisting until the seventh day, while on the apical portion, after two days the control and PEG-treated leaves remained similar. Since the C3-CAM change occurred in the apical portion, it is possible to suggest a signal transport from the base to the apex of the leaf in response to water loss. Indeed, the ABA levels remained higher with the water loss along the whole leaf, but with greater intensity on the apical portion. Higher NO levels were also detected on PEG-treated leaves, but only on the apical portion. The in situ localization of NO corroborates the spectrofluorimetry, showing an increase on the sixth day after PEG exposure on the leaf apex. In conclusion, both NO and ABA seem to participate on the signaling of CAM. Possibly, ABA plays a decisive role on indicating drought, because it increases on the whole leaf subjected to PEG, while NO is, maybe, a secondary signal, specific to processes that occur only on the apical portion, such as the CAM induction.

Guzmania monostachia é uma bromélia-tanque epífita que apresenta uma alta plasticidade fotossintética, sendo capaz de regular positivamente o metabolismo ácido das crassuláceas (CAM) em resposta ao déficit hídrico. Também foi visto para essa espécie que o incremento do CAM se dá de forma diferente ao longo do comprimento da folha, sendo mais intenso na região apical do que na basal. Trabalhos anteriores indicaram que o óxido nítrico (NO) parece estar envolvido na regulação do CAM, mas nada se sabe dos mecanismos pelos quais isso ocorre. Uma vez que parecem não existir receptores específicos de NO, acredita-se que ele seja capaz de se ligar diretamente às proteínas, através de um processo conhecido como nitrosilação. O presente trabalho visou determinar se o NO estaria atuando na regulação do CAM em G. monostachia através da nitrosilação de proteínas relacionadas a esse metabolismo. Para tanto, foram feitos três desenhos experimentais. No primeiro, folhas destacadas de G. monostachia foram mantidas por 7 dias em água (controle) ou em uma solução contendo 30% de PEG (déficit hídrico). Durante esse período, foram monitorados parâmetros indicativos de estresse (porcentagem de água, potencial hídrico, além dos teores de clorofilas, carotenoides e proteínas), CAM (atividade da fosfoenolpiruvato carboxilase - PEPC - e acúmulo noturno de malato e citrato) e emissão de NO. Todas as análises foram feitas nas porções basal e apical das folhas. Ao final dos 7 dias de escassez hídrica, também foram feitas dosagens de nitrosotióis totais e a visualização em gel de proteínas nitrosiladas na porção apical. O segundo experimento visou verificar a modulação da atividade de enzimas pela nitrosilação. Para tanto, extratos proteicos de folhas de G. monostachia foram incubados com glutationa reduzida (GSH) ou S-nitrosoglutationa (GSNO) para, em seguida,verificar diferenças nas atividades das enzimas PEPC, malato desidrogenase (MDH), ascorbato peroxidase (APX), catalase (CAT) e isocitrato desidrogenase dependente de NADP+ (NADP-ICDH). No terceiro experimento foi feita a aplicação do sequestrador de NO 2-(4-carboxifenil)-4,4,5,5-tetrametilimidazolina-1-oxil-3-óxido (cPTIO) ou de NO gasoso em folhas destacadas mantidas em PEG ou água, respectivamente. Os resultados mostraram que o aumento do CAM se dá seis dias após o início do tratamento de déficit hídrico, concomitantemente com o aumento na produção de NO. Esses dois fenômenos ocorreram somente na porção apical da folha. A quantidade de proteínas nitrosiladas, no entanto, diminuiu em resposta ao déficit hídrico nesta porção, indicando que o aumento na emissão de NO pode ser oriundo de uma desnitrosilação de proteínas. De fato, a atividade de três (PEPC, APX e NADP-ICDH) das cinco enzimas analisadas mostraram uma diminuição em resposta ao tratamento com GSNO. Dessa forma, o NO parece não se ligar diretamente às enzimas do CAM para regular sua atividade. Mesmo assim, a aplicação de NO gasoso causou um aumento em todos os parâmetros relacionados ao CAM após 5 dias, sugerindo algum tipo de controle transcricional sobre genes relacionados a esse tipo de fotossíntese
Guzmania monstachia is an epiphytic tank-bromeliad capable of up-regulating CAM under water deficit. Moreover, the increase in CAM is stronger in the apical portion of the leaf, when compared to the base. Nitric oxide (NO) is a signaling molecule involved in the regulation of CAM, but the mechanisms underlying this phenomenon are still largely unknown. NO is capable of interacting with proteins through a process known as nitrosylation. Here, we investigated whether NO could regulate CAM by protein nitrosylation. In order to do so, we performed three experiments. In the first one, detached leaves were maintained for 7 days in water or in a solution containing 30% of poliethylene glycol 6000 (PEG). During this period, the water percentage, water potential, contents of chlorophylls and carotenoids, phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) activity, nocturnal malate and citrate accumulation, and NO emission were monitored daily in the basal and apical portions of the leaf. At the seventh day of the water shortage, quantification of total nitrosothiols and in-gel visualization of nitrosylated proteins were also performed in the apical portion. The second experiment consisted in incubating proteic extracts of G. monostachia with reducedglutathione (GSH) or S-nitrosoglutathione (GSNO) to assess the impact of nitrosylation in enzymatic activity. The enzymes selected to this step were PEPC, malate dehydrogenase (MDH), ascorbate peroxydase (APX), catalase (CAT) and NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase (NADP-ICDH). The third experiment consisted in the application of the NO scavenger 2-(4-carboxifenil)-4,4,5,5-tetrametilimidazolina-1-oxil-3-óxido (cPTIO) or gaseous NO to leaves maintained in water or in PEG 30%, respectively. The results show that there was an increase of both CAM and NO in the leaf apex at the sixth day of water deficit. The level of nitrosylated proteins, however, decreased in this portion, indicating that the emission of NO may be the result of a de-nitrosylation process. In fact, the activity of three (PEPC, APX and NADP-ICDH) out of five enzymes analyzed decreased with nitrosylation. Therefore, NO does not regulate directly the activity of CAM enzymes. Nevertheless, exogenous NO increased all of the assayed CAM parameters after 5 days, indicating transcriptional control of CAM-related genes

Orientador: Marcos Pereira Marinho Aidar
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-08-26T03:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pikart_FilipeChristian_M.pdf: 1633217 bytes, checksum: 40896cc3191e7fb0cbac5cb3699d7b31 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: As espécies epífitas estão submetidas a períodos de escassez hídrica devido ao regime intermitente de chuvas e à falta de acesso à água do solo. Entretanto, algumas espécies apresentam estratégias para a manutenção do seu conteúdo hídrico, tais como a expressão do Metabolismo Ácido das Crassuláceas (CAM). Guzmania monostachia é uma bromélia epífita que apresenta regulação positiva do CAM quando submetida a um período de deficiência hídrica. Em trabalho anterior, após sete dias de restrição hídrica, a espécie apresentou um CAM do tipo idling, caracterizado pelo fechamento estomático durante os períodos claro e escuro associado ao acúmulo noturno de ácidos orgânicos. Também foi observado um gradiente funcional ao longo das folhas, onde o ápice apresentou maior número de estômatos, de pigmentos relacionados à fotossíntese e da atividade das enzimas PEPC e MDH, sugerindo maior atividade fotossintética e capacidade para expressão do CAM nessa porção comparativamente às regiões mediana e a basal. Recentemente vem sendo utilizado um modelo de folhas destacadas mantidas em polietileno glicol (PEG) para a indução do déficit hídrico nos estudos com essa bromélia. A partir disso surgiu a necessidade de se obter informações sobre o efeito da aplicação do PEG em plantas inteiras. Dessa forma, o objetivo deste trabalho visou avaliar o metabolismo fotossintético e caracterizar o perfil espacial de carboidratos não estruturais, levando em consideração a divisão funcional existente na folha dessa espécie, ao longo de um período de restrição hídrica imposta pela aplicação de uma solução de PEG 30%. Foram realizadas medidas de assimilação líquida de carbono, transpiração, condutância estomática, coeficiente de extinção não fotossintético e eficiência potencial/operacional do PSII. Amostras foram coletas para a quantificação do teor relativo de água, clorofilas, carotenoides, malato e carboidratos não estruturais. Com a indução do déficit hídrico ocorreu uma redução do conteúdo hídrico e consequentemente houve a regulação positiva do CAM em todas as porções, com destaque para a região mediana no quarto dia de tratamento. Foi possível observar tanto redução quanto acréscimo na expressão do CAM por meio da variação no acúmulo noturno de malato ao longo dos dias. Na situação controle, o padrão diurno de assimilação líquida de CO2 foi semelhante à de uma espécie C3. Porém, associado a esse padrão, ocorreu uma variação noite/dia no conteúdo de malato, caracterizando-a como um CAM cycling. Ao final do período de déficit hídrico, a assimilação de CO2 atmosférico foi restrita a dois breves momentos no dia, não alcançando completamente o CAM idling. Nesse ponto, a reciclagem do CO2 pela formação do malato apresentou importância na redução da perda de carbono. Por meio de um fluorômetro de imagem foi possível, pela primeira vez para essa espécie, observar regiões de maior eficiência do PSII que podem estar relacionadas à disponibilidade de CO2 proveniente da descarboxilação do malato. Quanto à avaliação dos carboidratos não estruturais, o amido apresentou comportamento inverso ao do malato, possivelmente sendo o carboidrato utilizado na formação de fosfoenolpiruvato. Foi observada uma maior quantidade de amido no conjunto ápice/mediana sugerindo uma fonte enquanto que, um maior conteúdo de açúcares solúveis na base sugere um dreno de utilização
Abstract: Epiphytic species are subjected to periods of water shortage resulting from seasonal rainfall and the lack access to ground water. However, some species are capable of inducing Crassulacean Acid Metabolism (CAM) in order to maintain the water content. Guzmania monostachia is an epiphytic bromeliad capable of CAM up-regulating when exposed to water deficit. In a previous study, this species exhibited CAM idling when submitted to drought during seven days. This type of CAM is characterized by closure stomata during day/night and a nocturnal acidification. Additionally, leaf functional gradient was observed: the apex portion present higher stomata density, amount of photosynthetic pigment, and PEPC/MDH activities when compared to the middle and basal portions. Recently, a model with detached leaves maintained in a polyethylene glycol (PEG) solution to induce water deficit has been used in several studies in this bromeliad. Therefore, further information was needed to understand the effect of use PEG in whole plants. Based on those results, this study aimed to evaluate the photosynthetic metabolism and the non-structural carbohydrate spatial distribution along the leaf in this species under drought condition induced by PEG 30%. Measurements of gas exchange, transpiration, stomatal conductance, non-photochemical quenching and potential/operational efficiency of PSII were performed and samples were collected to measure relative water content, chlorophylls, carotenoids, malate and non-structural carbohydrate amounts. In the fourth day of water deficit, the reduction of relative water content resulted in up-regulation of CAM mainly in the middle portion. It was possible to observe up and down-regulation of CAM by variation in nocturnal accumulation of malate along the days. In the control, the pattern of net carbon assimilation was similar to C3 species. However, this pattern was accompanied by variation in dawn/dusk malate, characterizing it as a CAM cycling. At the end of the drought period, the atmospheric CO2 assimilation was restricted to two short periods of the day, without expression of CAM idling. Nevertheless, CO2 recycling for malate formation showed great relevance to decrease carbon loss. For the first time in this species, it was possible to show spots of high efficiency of PSII (using an imaging fluorometer) suggesting a CO2 availability from malate decarboxylation. Among the non-structural carbohydrates analyzed, only starch presented an inverse diel pattern in relation to malate, indicating that this carbohydrate was possibly used to generate phosphoenolpyruvate. The results suggested that apical and middle portions of the leaf would act as a source due to the high starch levels, while the basal portion would be an utilization sink because of elevated sugar amounts
Mestrado
Biologia Vegetal
Mestre em Biologia Vegetal

A expressão do metabolismo ácido crassuláceo (CAM) nas plantas C3-CAM facultativas pode ser fortemente modulada por uma variedade de sinais ambientais e endógenos. Visto que plantas de abacaxizeiro (Ananas comosus, variedade Smooth Cayenne) podem apresentar comportamento fotossintético do tipo C3 ou CAM quando cultivadas in vitro, o presente trabalho buscou analisar a participação de quatro classes hormonais (ácido abscísico, citocininas, auxinas e etileno), do cálcio citossólico (Ca2+cit.) e do óxido nítrico (NO) na regulação da expressão do CAM nessa bromélia. Para tanto, os teores endógenos desses sinalizadores foram quantificados durante a indução e a reversão do CAM em abacaxizeiro. Além disso, também foram realizadas análises do grau de expressão do CAM em plantas tratadas com esses compostos sinalizadores ou com seus inibidores de síntese, transporte ou percepção. Os dados obtidos evidenciaram uma correlação positiva entre os teores endógenos de ácido abscísico (ABA) e a expressão do CAM em abacaxizeiro, uma vez que a indução e a reversão do CAM foram acompanhadas de, respectivamente, aumentos e reduções no conteúdo foliar desse hormônio. Em consonância com esses resultados, o fornecimento de ABA exógeno resultou na indução do CAM em plantas mantidas na ausência de estresse hídrico, indicando, portanto, um efeito estimulatório desse hormônio sobre a expressão do CAM em A. comosus.Entretanto, constatou-se que a inibição do acúmulo de ABA não afetou a indução do CAM em resposta ao estresse hídrico, sugerindo que a transição de C3 para CAM em abacaxizeiro pode ocorrer tanto por uma via de sinalização dependente de ABA quanto por uma via independente de ABA. De modo inverso, os dados indicaram que as citocininas atuariam como reguladoras negativas da expressão do CAM em abacaxizeiro, uma vez que a aplicação desse hormônio inibiu parcialmente a indução do CAM em resposta ao estresse hídrico e, além disso, o conteúdo endógeno das quatro citocininas analisadas foi inversamente proporcional ao grau de expressão do CAM nessa bromélia. As auxinas e o etileno, por sua vez, parecem não estar envolvidos na regulação dos processos de indução e de reversão do CAM em abacaxizeiro. Por outro lado, os dados obtidos indicaram, de forma inédita, um papel sinalizador positivo do NO sobre a expressão da fotossíntese CAM. Verificou-se, por exemplo, que a aplicação de NO exógeno promoveu um aumento considerável na expressão do CAM em plantas de abacaxizeiro e, de modo condizente, foi observado um incremento na produção desse radical livre durante a transição da fotossíntese C3 para CAM em resposta ao estresse hídrico. Além disso, foi interessante constatar que a elevação na síntese de NO nos tecidos foliares de abacaxizeiro ocorreu principalmente no parênquima clorofiliano, sendo este tecido um dos principais alvos das alterações metabólicas necessárias para o estabelecimento da fotossíntese CAM. Os resultados também sugerem que o NO atuaria como um mensageiro secundário do sinal do ABA na indução do CAM, já que a produção desse radical livre aumentou consideravelmente nas plantas tratadas com ABA e, em paralelo, tratamentos com seqüestrador de NO bloquearam parcialmente a indução do CAM em resposta ao ABA. Por fim, os tratamentos com quelante ou ionóforo de cálcio evidenciaram que o aumento na concentração citoplasmática desse íon desempenha uma função crucial na regulação da indução de A. comosus ao CAM em resposta ao estresse hídrico. De acordo com os resultados, alterações na concentração Ca2+ citossólico parecem representar um ponto de convergência entre as vias de sinalização dependente e independente de ABA que levam à indução do CAM em abacaxizeiro. Em conjunto, os dados obtidos no presente trabalho indicam que o ABA, o NO e o Ca2+ citossólico interagem durante os eventos que sinalização que resultam na transição de C3 para CAM em abacaxizeiro, enquanto que as citocininas parecem reprimir a expressão da fotossíntese CAM.
The Crassulacean acid metabolism (CAM) expression in C3-CAM facultative plants can be strongly modulated by a diversity of environmental and endogenous signals. Since pineapple (Ananas comosus, variety Smooth Cayenne) plants can perform either C3 or CAM photosynthesis when grown in vitro, this work attempted to investigate the involvement of four hormonal classes (abscisic acid, cytokinins, auxins and ethylene), cytosolic calcium (Ca2+cit.) and nitric oxide (NO) on the regulation of CAM expression in this bromeliad. To achieve this, the levels of these signaling compounds were measured during the pineapple C3-to-CAM induction and the CAM-to-C3 reversion. Furthermore, the degree of CAM expression in plants treated with these compounds and their inhibitors of synthesis, transport or perception was also analyzed. The data obtained showed that the endogenous levels of ABA were positively correlated with the degree of CAM expression in pineapple, since the C3-to-CAM transition and the CAM-to-C3 reversion in this bromeliad were preceded by, respectively, increases and decreases in the ABA leaf content. Consistent with these results; exogenously applied ABA increased the CAM expression in plants maintained in the absence of water stress, thus, indicating a stimulatory effect of this hormone on the A. comosus CAM expression. However, the inhibition of ABA accumulation did not affect the CAM induction by water stress, suggesting that the pineapple C3-to-CAM transition can occur via both ABA-dependent and ABA-independent signaling pathways. On the opposite, the data indicated that cytokinins act as negative regulators of CAM expression in pineapple, since the adding of this hormone partially inhibited the CAM induction by water stress and, additionally, the endogenous levels of the four cytokinins analyzed were inversely proportional to the degree of CAM expression in this bromeliad. Auxins and ethylene, conversely, seem not to be involved in the regulation of the C3-to-CAM transition and the CAM-to-C3 reversion in pineapple. On the other hand, the data obtained indicated, by the first time, a positive signaling role for the NO on the expression of CAM photosynthesis. For instance, it was observed that the exogenously applied NO increased the CAM expression in pineapple plants and, in agreement; there was an elevation in the production of this free radical during the water stress-induced C3-to-CAM transition. Additionally, the elevation of the NO synthesis in the pineapple leaf tissues occurred mainly in the chlorenchyma, which is the plant tissue responsible for most of the metabolic changes necessary to the CAM photosynthesis establishment. The results also suggested that the NO may act as a second messenger of the ABA signal in the pineapple CAM induction, since the production of this free radical in ABA-treated plants increased considerably and, in parallel, treatments with a NO scavenger partially blocked the ABA-induced C3-to-CAM transition. Finally, treatments with calcium chelator or ionophore indicated that the increase in the cytosolic concentration of this ion plays a crucial role in the regulation of the CAM induction by water stress in A. comosus.According to the results, changes in the concentration of Ca2+ cytosolic seem to represent a convergence point between the ABA-dependent and ABA-independent signaling cascade leading to CAM induction in pineapple. Taken together, the data obtained in the present work indicated that ABA, NO and cytosolic Ca2+ interact during the signaling events leading to the pineapple C3-CAM transition, while the cytokinins seem to repress the expression of CAM photosynthesis.

Plantas com o tipo fotossintético CAM podem suportar condições de baixa disponibilidade de água através de um sistema de concentração de gás carbônico que aumenta a eficiência de uso da água através de uma fixação inicial do CO2 durante a noite, em condições de baixo déficit de pressão de vapor entre a folha e a atmosfera. Esse processo favorece a ocupação de regiões áridas e de sítios onde a água pode se tornar rapidamente indisponível. A ocorrência desse tipo fotossintético abrange uma grande amplitude de táxons, incluindo a família Bromeliaceae. Entre as espécies de Bromeliaceae que apresentam CAM encontra-se Dickya tuberosa, uma espécie que apresenta uma grande abundancia nos afloramentos rochosos associados ao monumento natural da Pedra Grande - Atibaia - SP. Nesse local, D. tuberose apresenta um papel relevante na vegetação associada à superfície de rocha exposta como componente essencial das comunidades denominadas \"ilhas de vegetação\". As condições predominantes no afloramento rochoso da Pedra Grande são de grande escassez de solo e água, além de extrema exposição. As variações na disponibilidade de água no afloramento rochoso seriam devidas, entre outras causas, ao tamanho das ilhas de solo onde D. tuberose ocorre e as características de declividade e orientação da vertente da superfície rochosa onde a ilha esta instalada. A partir das observações no ambiente natural, pergunta-se se os padrões de assimilação em D. tuberose relacionados ao CAM apresenta variações associadas as características das ilhas de solo onde ocorre. Para investigar esta relação, plantas de D. tuberose foram estudadas em campo e em condições semi-controladas em casa de vegetação. A técnica utilizada para caracterização dos padrões de CAM foi a de titulação da acidez do mesofilo. Tanto em grupos experimentais submetidos a períodos distintos de suspensão da rega como em amostras obtidas diretamente do campo, observam-se padrões de variação da acidez que podem ser associados a variações no suprimento hídrico. As variações foram caracterizadas através da diferença na acidez entre o inicio da manha e o final da tarde. A redução na amplitude da variação coincidiu com a intensidade da restrição no suprimento hídrico. Entretanto, a variação foi associada a redução do valor da acidez no final do dia, o que estaria associado a uma redução na recaptura do CO2 durante o período de iluminação. A maior influencia detectada nas plantas em campo foi a umidade relativa do ar. Conjectura-se um papel da assimilação de água através das folhas de D. tuberose como um atributo essencial a ocupação do substrato rochoso na Pedra Grande - Atibaia
Plants with crassulacean acid metabolism are able to support conditions of low availability of water through a carbon dioxide concentration system which increases the efficiency of use of water through an overnight CO2 fixture under low deficit of vapor pressure between the leaf and the atmosphere. This process favors the occupation of arid regions and places where water can quickly become unavailable. The occurrence of this type photosynthetic covers a wide range of taxa, including the Bromeliaceae family. Among the species of Bromeliaceae presenting CAM is Dickya tuberose, a species that has a great abundance on rocky outcrops associated with natural monument of Pedra Grande - Atibaia - SP. At this site, D. tuberose has a role in vegetation associated with surface rock exposed as an essential component of communities called \"vegetation islands\". The conditions prevailing in the rocky outcrop of Pedra Grande are of great scarcity of land and water, and extreme exposure. The variations in water availability in rocky outcrop would be due, among other reasons, the size of the islands where vegetation D. tuberose occurs and the characteristics of inclination and orientation of the slope of the rocky surface where the island is installed. From the observations in the natural environment, wonders whether the patterns of assimilation in D. tuberose related to CAM presents variations associated characteristics of vegetation islands where it occurs. To investigate this relationship, plants of D. tuberose were studied in field and semi-controlled conditions in a greenhouse. The technique used to characterize patterns of CAM was the titration acidity of the mesophyll. In both experimental groups undergoing different periods of suspension of irrigation as in samples obtained directly from the field, there are patterns of variation in acidity that may be associated with variations in water supply. The changes were characterized by the difference in acidity between the early morning and late afternoon. The reduction in amplitude of the variation coincided with the intensity of the restriction in water supply. However, the variation was associated with reduced acidity value at the end of the day, which would be associated with a reduction in the recapture of CO2 during the illumination period. The major influence detected on plants in the field was the relative humidity. It is conjectured a part of the assimilation of water through the leaves of D. tuberose as an essential attribute of the occupation of substrate in Pedra Grande - Atibaia

Estudos anteriores realizados no Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP com Guzmania monostachia demonstraram que quando essas plantas são submetidas ao déficit hídrico ocorre a indução do CAM, com maior expressão desse metabolismo na porção foliar apical. Para outra espécie (Vriesea gigantea), foi verificada a maior atividade da enzima nitrato redutase (NR) na porção basal durante o período diurno. Em uma bromélia terrestre (Ananas comosus) foi observada a sinalização por citocininas tanto na indução da expressão gênica, quanto na ativação da NR. Outros laboratórios evidenciaram que plantas de Mesembryanthemum crystallinum induzidas ao CAM apresentaram uma provável regulação negativa da fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) por citocininas. Em decorrência desses conhecimentos acumulados, surgiram novos questionamentos: haveria variações diuturnas da atividade das enzimas PEPC e NR nas diferentes porções das folhas de G. monostachia induzidas ao CAM? A maior disponibilidade de esqueletos carbônicos à noite (acúmulo de acidez) influenciaria positivamente a atividade da NR, deslocando seu pico de atividade para o período noturno? As variações dos teores endógenos de citocininas acompanhariam as possíveis mudanças da atividade da PEPC e da NR, indicando, assim, a participação dessa classe hormonal na regulação dessas enzimas? O presente trabalho teve por objetivo principal investigar uma possível regulação da atividade das enzimas PEPC e NR por citocininas em folhas destacadas da bromélia epífita com tanque, Guzmania monostachia (Bromeliaceae) induzidas ao CAM. Foi esperado com esta pesquisa aprofundar os estudos sobre a inter-relação entre o comportamento fotossintético, a capacidade de assimilação de nitrogênio e a possível regulação das atividades da PEPC e da NR por citocininas endógenas. Análises de acidez titulável, ácidos orgânicos, amido endógeno e da atividade da enzima malato desidrogenase (MDH) foram realizadas, confirmando a indução do CAM nas folhas isoladas de G. monostachia mantidas em polietilenoglicol (PEG) a uma concentração de 30%. O uso desse composto foi eficiente na redução do conteúdo relativo de água e na imposição da deficiência hídrica foliar. Além disso, pôde-se verificar a maior expressão do CAM na porção apical das folhas mantidas em PEG 30%, quando comparada à porção basal. Análises da atividade da PEPC e da NR permitiram verificar a separação espacial dessas enzimas. A primeira apresentou maior atividade no ápice foliar, enquanto a segunda mostrou a maior atividade na porção basal. Apesar disso, não foi observada a separação temporal dessas enzimas, uma vez que ambas apresentaram picos de atividade noturna. A maior atividade da NR durante o período escuro (01 hora) foi verificada nas folhas-controle ou sob deficiência hídrica. Esse resultado sugere que outros fatores, diferentes do metabolismo CAM, influenciaram para a ocorrência da maior atividade dessa enzima durante o período noturno. Os resultados obtidos ainda sugerem que as citocininas possivelmente atuaram como um regulador negativo para a atividade da PEPC durante o dia, uma vez que os maiores níveis endógenos desse hormônio foram observados durante esse período, enquanto a maior atividade dessa enzima foi verificada durante a noite, quando os teores de Z+iP decaíram significativamente. A aplicação de Z ou iP resultou também num decréscimo da atividade dessa enzima. Por outro lado, as citocininas atuaram como um provável regulador positivo para a atividade da NR, uma vez que a maior atividade noturna dessa enzima foi antecedida em 3 ou 6 horas pelos maiores níveis endógenos de citocininas na porção basal das folhas mantidas em água ou PEG 30%, respectivamente. A aplicação de citocininas-livres aumentou significativamente a atividade da NR na base das folhas destacadas mantidas em água ou PEG 30%
Prior studies undertaken in the Laboratory of Plant Physiology on IBUSP with Guzmania monostachia have shown that during water shortage, CAM induction occurs with greater expression in the apical portion of the leaf. In the case of another species (Vriesea gigantean), more intense nitrate reductase (NR) enzyme activity was observed in the basal portion during the daytime. In a certain terrestrial bromeliad (Ananas comosus), signaling by cytokinins, both in the induction of gene expression as well as NR activation, was observed. According to other laboratories, the cytokinins seem to play a negative regulation of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) in CAM induced Mesembryanthemum crystallinum plants. As a result of accumulated knowledge, new questions have arisen, such as: Are there daily variations in PEPC and NR enzymes activity in the different portions of CAM induced leaves of G. monostachia? Would the more pronounced nocturnal availability of carbon skeletons (accumulation of acidity) positively influence NR activity, with consequential displacement of its peak of activity to this period? Would variations in endogenous cytokinins concentration accompany possible changes in PEPC and NR activity, thereby indicating the participation of this hormonal class in their regulation? The main aim in the present study was to investigate the possible regulation of PEPC and NR activity by cytokinins in detached CAM-induced leaves of the epiphyte tank bromeliad Guzmania monostachia (Bromeliaceae). The expectations with this research were to study more deeply the inter-relationship between photosynthetic behavior, the capacity for nitrogen assimilation and the possible regulation of PEPC and NR activity by endogenous cytokinins. Analyses of titratable acidity, organic acids, endogenous starch and malate dehydrogenase (MDH) enzyme activity confirmed CAM induction in isolated leaves of G. monostachia kept in polyethylene glycol (PEG) at a concentration of 30%. The use of this compound was efficient in reducing relative water content and imposing leaf water deficiency. Furthermore, compared to the basal portion, greater CAM expression could be observed in the apical portion of leaves kept in PEG 30%. Analyses of PEPC and NR activity allowed detecting their mutual spatial separation, seeing that, in the first greater activity was concentrated in the leaf apex, while in the second this was more pronounced in the basal portion. Even so, no temporal separation could be observed, since peak of activity for both occurred at night. The peak of nocturnal NR activity (1 hour) was observed in control leaves or those undergoing water deficiency, thereby implying that factors, other than CAM metabolism, exerted an influence on the occurrence of more intense activity of this enzyme at this time. Furthermore, there were indications that cytokinins possibly act as a negative regulator of PEPC activity during the daytime, when the highest endogenous levels of this hormone were observed, whereas it was apparent that the most intense activity of this enzyme actually occurred at night, when Z+iP rates decreased significantly. Z or iP application also induced a decrease in the activity of this enzyme. On the other hand, the cytokinins acted as a positive regulator of NR activity, since the nocturnal peak of activity of this enzyme was preceded by 3 or 6 hours by higher endogenous levels of cytokinins in the basal portion of leaves maintained in water or PEG 30%, respectively. The application of free cytokinins induced a significant increase in NR activity in the base of detached leaves kept in water or PEG 30%

The bromeliads are conspicuous elements of the landscape and vegetation of Brazil, in the state of Sergipe occurs in the Atlantic forest ecosystems in the ecotone and caatinga. Bromeliads have an semiarid environment in adaptive capacity to occupy various habitats both on the ground, rocks and trees is partly attributed to its CAM photosynthetic response type obligatory and/or facultative. Isotopic studies to determine the leaf carbon isotope values show that these range from -10 to -28 of PDB standard. This study analyzed the isotopic composition of carbon and nitrogen organic matter and leaf in the crown of Aechmea aquilega at three habitats: Caatinga (white forest sclerophilous), Atlantic forest (Pirambu) and a transition area between Atlantic Forest and Caatinga, an exception area of white sand-quartizose. In each habitat were collected 4 bromeliads that live in isolated bush and four plants in the ground substrates with the objective of evaluating the hypothesis of facilitation of bromeliad-tank as accumulator of organic matter. The leaves and organic matter of the crown leaves were dried in a ventilated oven, crushed, sieved and made isotopic analysis of carbon-13, nitrogen-15, and total C:N on CENA-USP laboratories. The results of analysis of content C: N and isotope ratios showed significant variations of carbon and nitrogen in the crown of leaves, as well as the total abundance in both leaf biomass and particulate organic matter. Plants of Caatinga and Atlantic Forest obligatory assimilate carbon, while the ecotone of the bromeliads, the National Park of Serra de Itabaiana responded as much as in CAM binding to isolated bushes just as the composition of bromeliads is probably of autoctone origin-open grassy areas. The isotope ratio of the 15N is 22 times more enriched in the bromeliad leaf biomass of scrub plants in relation to the white sands and 2.6 higher than in the Atlantic forest habitat, while the particulate organic matter was enriched in all habitats, but the source this organic matter require explanation, however, the study supported the hypothesis on the functional role of facilitation in the three bromeliad habitats. According to the study, we observed that the adaptive success of higher plants associated with scrub bushes when the same was not observed in other habitats. In white sands bromeliads-tank, the substrate is sandy-quartzes hot, highly permeable, facilitating evaporation and drought in the summer suggesting that there is a condition of great stress, which these tank bromeliads are well adapted to soil and not on trees.
Estudos isotópicos para determinar os valores dos isótopos do carbono foliar mostram que estes variam -10 a -28 do padrão PDB. Este estudo analisou a composição isotópica do Carbono e Nitrogênio foliar e a matéria orgânica acumulada na coroa foliar de Aechmea aquilega de três habitats: Caatinga (Poço Verde), Mata Atlântica (Pirambu) e em um área de transição Mata Atlântica Caatinga (Areia Branca). Em cada habitat foi coletado quatro bromélias que vivem em moitas e quatro plantas isoladas em substratos do chão com o objetivo de avaliar a hipótese de facilitação da bromélia-tanque como acumuladora de matéria orgânica. As folhas e a matéria orgânica da coroa foliar foram secas em estufa ventilada, trituradas, peneiradas e as análises isotópicas do carbono, nitrogênio, teor de carbono e nitrogênio total foram realizadas no CENA-USP. Os resultados das analises de teor C:N e razões isotópicas mostraram variações significativas do carbono e nitrogênio na coroa foliar, assim como na abundância total tanto na biomassa foliar como na matéria orgânica particulada. As plantas da Caatinga e Mata Atlântica assimilam carbono facultativamente, enquanto as bromélias do ecótono, Parque Nacional da Serra de Itabaiana responderam como CAM obrigatórias tanto quando em moitas como isoladas, assim como estas bromélias tem composição de origem autóctone provavelmente de áreas abertas-graminosa. A razão isotópica do N15 é 22 vezes mais enriquecido na biomassa foliar das bromélias da Caatinga em relação às plantas das Areias Branca e 2,6 maiores que em habitat de Mata Atlântica, enquanto a matéria orgânica particulada em todos habitats foi enriquecida, porém a origem desta matéria orgânica necessita de explicações, todavia, o estudo apoiou a hipótese de facilitação no papel funcional da bromélia nos três habitats. De acordo com o estudo, foi observado que o sucesso adaptativo maior das plantas da Caatinga quando associada a moitas o mesmo não foi verificado nos outros habitats. Nas Areias Brancas, o substrato arenoso-quartizoso é quente, altamente permeável, favorecendo a evaporação e déficit hídrico no verão o que sugere que haja uma condição de grande estresse, a qual essas bromélias-tanque estão bem adaptadas no solo e não nas árvores.

Orientador: Douglas Silva Domingues
Resumo: As plantas em seu ambiente respondem a uma infinidade complexa de fatores que podem romper sua homeostase fisiológica. Com relação aos estresses abióticos, a capacidade de organismos vegetais responderem a esses estresses é flexível e depende do balanceamento da interação entre moléculas de sinalização. Destacam-se entre as moleculas sinalizadora em plantas as espécies reativas de oxigênio (EROs) e espécies reativas de nitrogênio (ERNs), que estão envolvidos na aclimatação a estresses abióticos. O transporte, a biossíntese e o metabolismo de EROs e ERNs influenciam os mecanismos de resposta das plantas ao ambiente. Um elemento chave na geração de EROs em plantas são a NADPH oxidases, que são enzimas codificadas por uma família gênica em plantas, pouco estudada do ponto de vista evolutivo. Já um elemento regulador importante da homeostase de ERNs em plantas são as S-nitrosoglutationa redutases, enzimas também pouco estudadas do ponto de vista evolutivo. Nos últimos anos, diversos trabalhos sugerem que as plantas podem ser elicitadas por compostos químicos para melhor tolerar estresses abióticos. No entanto, os mecanismos de reprogramação fisiológica e transcricional por trás destes sinalizadores ainda são pouco conhecidos. O ácido hexanoico é um ácido carboxílico que, em baixas concentrações, possui um efeito indutor de resistência e modulador do metabolismo em diversos sistemas vegetais. No entanto, o impacto do ácido hexanoico na geração de EROs e de ERNs nunca foi avaliado.... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Plants in their environment respond to a complex infinity of factors that can interfere their physiological homeostasis. Regarding abiotic stresses, the ability of plants to respond to these stresses is flexible and depends on balancing the interaction among signaling molecules. Among the signaling molecules in plants, we highlight reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS), which are involved in acclimatization to abiotic stresses. The transport, biosynthesis and metabolism of ROS and ERNs influence plant response mechanisms to the environment. A key element in the generation of EROs in plants are NADPH oxidases, which are enzymes encoded by a gene family in plants, that is scarcely studied in an evolutionary approach. An important regulator of the homeostasis of plant ERNs is S-nitrosoglutathione reductase, which is also a poorly addressed enzyme in terms of evolutionary studies. Recently, several studies have suggested that plants can be elicited by chemical compounds, to better tolerate abiotic stresses. However, the mechanisms of physiological and transcriptional reprogramming behind these signaling molecules are still poorly understood. Hexanoic acid is a carboxylic acid, which, at low concentrations, can induce resistance to stresses and it can also modulate metabolism on numerous plant systems. However, the impact of hexanoic acid on the generation of ROS and ERNs has never been evaluated. In this project, we tested the hypothesis if hexanoic ac... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre

Apesar do amplo e histórico uso de produtos da biodiversidade brasileira com fins medicinais, pouco se sabe sobre o destino destes produtos após a sua absorção no organismo; quais são os produtos de metabolismo formados, sua toxicidade e cinética de eliminação. Neste trabalho foi estudado o metabolismo in vitro do diterpeno ácido caurenoico. Este terpeno está amplamente distribuído no reino vegetal tendo sua ocorrência destacada em dois dos maiores produtos fiterápicos consumidos pela população brasileira: o óleo de copaíba (Copaifera ssp.) e o xarope de guaco (Mikania glomerata e Mikania leavigata). Entre as principais reações do metabolismo em humanos, as reações de oxidação mediadas pelo citocromo P450(CIP450) têm um papel chave na detoxificação de xenobióticos. O objetivo deste trabalho foi estudar modelos biomiméticos in vitro das reações realizadas pelo CIP450 utilizando metaloporfirinas e reagentes de salen como catalisadores. Foram empregados sete catalisadores em meio homogêneo: Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTFPP) e (MnTFPP), Cloreto de 5,10,15,20-tetraquis(2,6-diclorofenil)porfirina ferro e manganês III (FeTDCPP) (MnTDCPP), Cloreto de (R,R)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-terc-butil-salicilideno)- 1,2-diaminociclo-hexil manganês III (R-Salen), Cloreto de (S,S)-(-)N,N\'-bis(3,5-di-tercbutil- salicilideno)-1,2-diaminociclo-hexil manganês III (S-Salen) e o Cloreto de 5,10,15,20- tetraquis(fenil)porfirina ferro III (FeTPP). Como doadores de oxigênio foram avaliados o iodosilbenzeno (PhIO), peróxido de hidrogênio (H2O2), terc-butil-hidroperóxido (TBHP) e (ácido 3-cloro-peroxibenzoico (MCPBA). Nos sistemas estudados foi observada a formação predominante de três produtos de oxidação: Um derivado epoxidado, um mono- e um di-hidroxilado, que tiveram sua estrutura proposta com base na análise do seu perfil de fragmentação em espectrometria de massas e comparação com dados previamente publicados na literatura. Foi observado que a natureza do oxidante influencia de forma mais pronunciada tanto a reatividade como a formação dos produtos. Foram avaliados também os catalisadores FeTFPP e o cloreto de 5,10,15,20-tetraquis-(4-N-metilpiridil)porfirina ferro III( FeTMPyP) imobilizados em suportes inorgânicos. A utilização destes catalisadores imobilizados resultou na maior reatividade do ácido caurenoico com a formação dos mesmos três produtos, mas em maior proporção em relação ao substrato. Por fim, foi realizada a catalise em meio biológico utilizando microssomas de ratos. Neste sistema foi gerado somente um produto que apresentou espectro de massas e tempo de retenção similar ao derivado di-hidroxilado obtido nas reações que utilizaram metaloporfirinas. Este trabalho trouxe evidências da rota de metabolismo de um importante produto natural, além de reforçar a capacidade de metaloporfirinas em realizar catálises biomiméticas, que serão úteis para a geração de metabólitos de fase um para estudos pré-clínicos.
In spite of the widespread and historical use of products of the Brazilian biodiversity for medical purposes, little is known about the fate of these products after their absorption into the organism; which are the products of metabolism, their toxicity and elimination kinetics. In this master thesis the in vitro metabolism of the diterpene kaurenoic acid was studied. This terpene is widely spread in the plant kingdom. Its presence can especially be highlighted in two of the most consumed phytotherapeutics by the brazilian population: the copaíba oil (Copaifera ssp.) and the guaco syrup (Mikania glomerata and Mikania leavigata. Among the principal metabolic reactions in humans, the oxidation reactions catalyzed by cytochrome P450 (CYP450) have a key role in the detoxification of xenobiotics. The objective of this thesis was the study of in vitro biomimetic models of the reactions carried out by CYP450 using metalloporphyrins and salen catalysts as analogs of the CYP450. Seven catalysts were applied in a homogeneous medium: 5,10,15,20-tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTFPP) and (MnTFPP), 5,10,15,20-tetrakis(2,6-dichlorophenyl)porphyrin iron and manganese III chloride (FeTDCPP) and (MnTDCPP), (R,R)-(-)N,N-bis(3,5-di-tertbutylsalicylidene)- 1,2-diaminocyclohexyl manganese III (R-Salen) chloride, (S,S)-(-)N,Nbis( 3,5-di-terc- butylsalicylidene)-1,2-diaminocyclohexyl manganese III (S-Salen) chloride and 5,10,15,20-tetrakis(phenyl)porphyrin iron III chloride (FeTPP). As oxygen donors iodosylbenzene (PhIO), hydrogen peroxide (H2O2), tert-butyl hydroperoxide (TBHP) and metachlorperoxybenzoic acid (MCPBA) have been tested. In the majority of the systems the formation of three predominant oxidation products was observed: An epoxidated, a mono- and a dihydroxylated derivative, of which the chemical structure was proposed based on the analysis of the mass spectrometric fragmentation pattern. It was observed that the nature of the oxidant influences more markedly the reactivity as well as the formation of the products. The catalysts FeTFPP and 5,10,15,20-tetrakis- (4-N-methyl pyridine)porphyrin iron III chloride (FeTMPyP) immobilized with inorganic supports were assessed as well. Using these immobilized catalysts, a higher proportion of oxidation products of the kaurenoic acid was observed. Finally, the oxidation of kaurenoic acid was assessed using rat microsomes. In this system only one product was produced that showed a similar mass spectrum and retention time as the dihydroxylated derivative obtained in the reactions using metalloporphyrins.This thesis showed evidences of the route of metabolization of an important natural product, and additionally reinforces the capacity of metalloporphyrins in attaining biomimetic catalysis.

Orientador: Aulus Cavalieri Carciofi
Banca: Cristiana Fonseca Ferreira Pontieri
Banca: Márcia de Oliveira Sampaio Gomes
Banca: Telma Teresinha Berchielli
Banca: Thaila Cristina Putarov
Resumo: As fibras dietéticas são um grupo de carboidratos de interesse da nutrição de gatos. Estas são utilizadas em formulações específicas para gatos para reduzir a densidade energética de alimentos, previner e/ou auxilar o tratamento de doenças gastrintestinais e metabólicas e também para promover saúde intestinal devido ao estímulo de microorganismos produtores de ácidos graxos voláteis. Contudo, pouca informação existe a respeito das consequências metabólicas do consumo de fibras por gatos, seu efeito na excreção de água e eletrólitos, produção de urina ou mesmo o efeito da absorção de ácidos orgânicos derivados da fermentação microbiana intestinal. Este estudo verificou a influencia da fibra dietetica no balanço hidro-eletrolitico e de macroelementos, produção de oxalato e equilibrio ácido-basico de gatos. Foram utilizados 18 gatos adultos e três dietas: BP0, um dieta controle sem adição de fibra; PB8, com adição de 8% de polpa de beterrada e PB16, com adição de 16% de polpa de beterraba. Após 15 dias de adaptação, o consumo de alimento e água foram monitorados e as fezes e urina foram coletadas durante 8 dias. Neste período foram determinados o balanço hídrico dos animais, densidade, pH e volume de urina e coletadas amostras para determinação da concentração urinária de cálcio, fósforo, cloreto, sódio, potássio, magnésio, enxofre, ácido úrico, citrato e oxalato, para calculo da supersaturação relativa para oxalato de cálcio (SSR OxCa). Também foram determinados tempo de retenç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Dietary fibers are a group of carbohydrate of interest to the nutrition of cats. These are used in specific formulations for cats to reduce food energy density, avoid or assist the treatment of gastrointestinal and metabolic diseases and also to promote intestinal health due to stimulus of microorganisms to produce volatile fatty acids. However, there is little information about the metabolic consequences of fiber intake for cats, their effect on water and electrolytes excretion, urine production, or even the effect of absorption of organic acids derived from intestinal microbial fermentation. The present study verified the influence of dietary fiber in water and macroelements balance, oxalate production and acid-base balance of cats. It were used 18 adult cats and three diets: BP0, a control diet without adding fiber; BP8 with 8% beet pulp added and BP16, with 16% beet pulp added. After 15 days of adaptation, food and water consumption were monitored, and feces and urine were collected 8 consecutive days. During this period were determined water balance of the animals, urine density, pH and volume and samples were collected to determine the urinary concentration of calcium, phosphorus, chloride, sodium, potassium, magnesium, sulfur, uric acid, citrate and oxalate, for calculation of relative supersaturation for calcium oxalate (RSS CaOx). Also were determined food retention time in the digestive tract, fecal fermentation end-products, hairball excretion and acid-base status ... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

El libro que tengo el honor de presentar, es una compilación actualizada sobre las bases para la interpretación y análisis de gases arteriovenosos, trabajo colectivo de docentes del programa de Terapia Respiratoria de la Universidad Santiago de Cali. La gasometría arteriovenosa es una herramienta diagnóstica cuya utilidad depende de la capacidad de interpretar correctamente los resultados, a partir del análisis de cuatro aspectos fundamentales de la economía corporal, como son: la oxigenación, la ventilación, el estado ácido base y la perfusión; en otras palabras, permite evaluar hemodinámicamente de manera rigurosa, la modificación del metabolismo en respuesta al estrés celular que genera cambios en la cinética y el consumo de oxígeno tisular.

O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma leguminosa que abrange, no Brasil, uma áre produtiva total de 1.276,2 mil ha, sendo a a maior parte na região Nordeste (1.047,7 mil ha) (CONAB, 2019). Além disso, o feijão-caupi constitui como um dos principais alimentos na mesa dos brasileiros, devido a seu alto valor nutricional. Todavia, a produção final dessa cultura no Brasil, principalmente na região de maior área produtiva, é considerada baixa, com 391 kg/ha (CONAB, 2019). Isso ocorre devido o manejo ser em condições de escassez hídrica, que por sua vez expõe a cultura ao déficit hídrico, situação que acarreta em problemas no crescimento e desenvolvimento da espécie, afetando diretamente a produtividade final (BASTOS et al., 2011). Contudo, a aplicação de atenuadores vem se mostrando uma alternativa promissora em conjunto com os mecanismos internos do metabolismo do vegetal, como o ajustamento osmótico, na busca por mitigar os efeitos do deficit hídrico emespécies de interese socio- econômico, como o feijão-caupi. O ácido salicílico e a metionina são dois exemplos desses atenuadores, atuando na regulação do metabolismo da planta, participando dos processos de defesa e resistência contra estresses biótico e abióticos (ANDRADE, 2020). A partir do exposto, tendo em vista a importância econômica do feijão-caupi para o Brasil, principalmente na região Nordeste, faz-se necessário a investigação de métodos e materiais que garantam melhor resposta dessa leguminosa ao déficit hídrico, resultando em maior produtividade final de grãos. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o ácido salicílico e a metionina como atenuadores do déficit hídrico em feijão-caupi BRS – Nova Era sob irrigação deficitária.

Introdução: O ácido fosfórico e seus derivados – ésteres e anidridos – têm grande importância biológica e terapêutica. Devido às suas múltiplas funcionalidades, esses grupos funcionais podem reagir como intermediários em muitos processos bioquímicos. Apesar do reconhecido papel dos ésteres e anidridos fosfóricos nos sistemas biológicos, eles são abordados de forma sucinta nas aulas de ciências da Educação Básica. Objetivo: Fazer uma revisão sobre os ésteres e anidridos derivados do ácido fosfórico como grupos funcionais de importância vital aos organismos vivos. Material e métodos: Trata-se de abordagem qualitativa, de natureza básica e caráter descritivo. Palavras-chave, como “Ácido Fosfórico”, “Anidrido Fosfórico” e “Éster Fosfórico” foram usadas como estratégia de busca nas plataformas PubMed e Google Scholar após serem traduzidas para o inglês. Resultados: Os ésteres e anidridos fosfóricos participarem de vários processos vitais e são essenciais em uma vasta gama de biomoléculas. Por exemplo, a maioria das coenzimas é ésteres de ácido fosfórico/pirofosfórico. Os ácidos nucleicos (DNA e RNA) são fosfodiésteres, forma na qual se ligam às histonas, proteínas nucleares. Além disso, esses grupos funcionais fazem parte do metabolismo de nucleotídeos, glicólise e vias das pentoses fosfato. Os principais reservatórios de energia bioquímica, como o trifosfato de adenosina (ATP), glicose-6-fosfato, fosfoenolpiruvato, frutose-1,6-difosfato, ribose-5-fosfato, são ésteres e anidridos fosfóricos. Na molécula do ATP, a contribuição dos ésteres e anidridos fosfóricos vai além do fornecimento energético. Por meio de interações não covalentes dos seus grupos carregados, eles reduzem a energia de ativação, contribuindo termodinamicamente para muitos processos enzimáticos. Conclusão: Devido à pouca discussão desses grupos funcionais na Educação Básica, este trabalho apresentou uma breve revisão acerca de ésteres e anidridos fosfóricos, mostrando sua importância para metabolismo das biomoléculas.

Introdução: O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é um distúrbio neurológico associado a dificuldades no desenvolvimento da comunicabilidade, na interação social e condutas repetitivas. Alguns estudos, evidenciaram que a exposição ao ácido valproico (VPA) na gravidez colabora para a manifestação do TEA. Acredita-se que o tratamento desse antiepiléptico em gestantes pode incitar alterações no desenvolvimento cerebral, resultando em desequilíbrios comportamentais. A complexidade desse transtorno promove uma multiplicidade de investigações realizadas em animais, sobre as possíveis razões que acarretam no surgimento desse distúrbio associado ao uso do VPA. Objetivo: Realizar uma revisão bibliográfica expondo o uso do ácido valproico com a aparição do Transtorno do Espectro Autista. Material e métodos: Esse trabalho trata-se de um estudo retrospectivo, exploratório e descritivo, através de uma pesquisa bibliográfica. As buscas dos artigos foram realizadas nos idiomas inglês e português, referente aos anos de publicação de 2005 a 2019. A coleta de artigos foi pesquisada na base de dados online SCIELO, LILACS e BIREME, totalizando 32 artigos. A pesquisa dos artigos científicos sobre a temática foi realizada entre janeiro de 2021 a março de 2021. Resultados: Ratas expostas a dose de 400 mg /kg de ácido valproico na fase pré-natal sucedeu em mudanças no comportamento da prole e a má formação dos neurônios 5- Hidroxitriptamina (5-HT). Além disso, analisou-se que o VPA pode interferir no metabolismo do ácido fólico expandindo as possibilidades da malformação do tubo neural. Conclusão: Observou-se nas pesquisas que o VPA é capaz de propiciar danos comportamentais e alterações no sistema serotoninérgico significativos. Os dados da pesquisa são parâmetros para impulsionar cautela no uso desse fármaco em gestantes.