Cortisol en el diseño de un controlador H_∞ para la regulación de glucosa en DMT1

Tesis Doctoral sobre el efecto de las hormonas contrarreguladoras en el problema de regulación de glucosa en diabéticos tipo 1."En este trabajo de investigación, se diseñaron dos controladores para el problema de regulación de glucosa en pacientes con diabetes mellitus tipo 1. El objetivo en el diseño de los controladores es calcular la cantidad de insulina que debe ser suministrada para que la concentración de glucosa del paciente diabético tipo 1 sea como la de una persona no diabética. En el diseño se contempla la mitigación de perturbaciones debidas a la ingesta y al efecto del cortisol (hormona contrarreguladora). Los resultados de las simulaciones numéricas de los controladores bajo los escenarios propuestos permiten sugerir su posible incorporación en sistemas automáticos para el manejo de glucemia en pacientes diabéticos tipo 1. Los controladores H∞ subóptimos son diseñados para un rango de frecuencias. Por lo que los controladores que proponemos y los que encontramos en la literatura para el problema de regulación de glucosa en pacientes con DMT1 son limitados a las frecuencias de diseño, pero debido a las características intra e interpaciente y a la complejidad de la diabetes mellitus tipo 1 surge el interés de evaluar estos controladores en un rango mayor de frecuencias. Una metodología en el sentido de funciones ω-SPR es propuesta para determinar la extensión de los rangos de diseño.""In this research work, two controllers were designed for the problem of glucose regulation in patients with type 1 diabetes mellitus. The aim in the design of the controllers is to calculate the amount of insulin that must be supplied so that the glucose concentration of Type 1 diabetic patient is like that of a non-diabetic person. The design considers the mitigation of disturbances due to the intake and effect of cortisol (counterregulatory hormone). The results of the numerical simulations of the controllers under the proposed scenarios allow us to suggest they are possible incorporation in automatic systems for the management of glycemia in type 1 diabetic patients. The H∞ suboptimal controllers are designed for a range of frequencies. Therefore, the controllers that we propose and those that we find in the literature for the problem of glucose regulation in patients with T1DM are limited to the design frequencies, but due to the intra and interpatient characteristics and the complexity of type 1 diabetes mellitus. There is an interest to evaluate these controllers in a greater frequency range. A methodology in the sense of functions ω-SPR is proposed to determine the extension of the design ranges.

Two sprayer CVD synthesis of nitrogen-doped carbon sponge-type nanomaterials

"Nitrogen-doped carbon sponge-type nanostructures (N-CSTNs) containing coaxial multiwalled carbon nanotubes are synthesized at 1020?°C by using a modified chemical vapor deposition (CVD) arrangement. Here, the CVD reactor is supplied by two flows coming from two independent sprayers (called sprayer A and sprayer B). The nebulized material in each sprayer is transported by two different gases with different flow velocities. The synthesis of carbon N-CSTNs is performed using different precursors: sprayer A contains a solution composed of ethanol, thiophene and ferrocene, whereas sprayer B contains a solution of benzylamine, thiophene and ferrocene. Samples are classified according to the position inside the reactor and characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Raman spectroscopy and thermogravimetric analysis (TGA). Samples collected at the beginning of the reactor contain curly structures with diameters of 10-100?nm. At the end of the reactor, the sample is mainly formed by one type of structure. A spongy-type material is mainly formed in the hottest zone of the tubular furnace. The N-CSTNs are highly hydrophobic with oil sorption properties, which could be used for adsorption of oil spills.

Large deviations properties of maximum entropy markov chains from spike trains

"We consider the maximum entropy Markov chain inference approach to characterize the collective statistics of neuronal spike trains, focusing on the statistical properties of the inferred model. To find the maximum entropy Markov chain, we use the thermodynamic formalism, which provides insightful connections with statistical physics and thermodynamics from which large deviations properties arise naturally. We provide an accessible introduction to the maximum entropy Markov chain inference problem and large deviations theory to the community of computational neuroscience, avoiding some technicalities while preserving the core ideas and intuitions. We review large deviations techniques useful in spike train statistics to describe properties of accuracy and convergence in terms of sampling size. We use these results to study the statistical fluctuation of correlations, distinguishability, and irreversibility of maximum entropy Markov chains. We illustrate these applications using simple examples where the large deviation rate function is explicitly obtained for maximum entropy models of relevance in this field.

Efecto de la proteína de amaranto en ratones con obesidad inducida por dieta: explorando el mecanismo de acción en tejido adiposo y glicoproteínas de plasma

"El amaranto ha sido propuesto como un alimento nutracéutico, pero su función en enfermedades relacionadas con la obesidad no ha sido comprendida del todo; además la mayoría de los estudios in vivo que se encuentran en la literatura evalúan el efecto del aceite de amaranto en enfermedades cardiovasculares. Por otro lado, la proteína del grano de amaranto, de acuerdo a estudios previos, ha demostrado tener in vitro otra clase de efectos terapéuticos relacionados con el metabolismo de carbohidratos. El objetivo de este trabajo fue producir un aislado proteínico de amaranto de bajo costo y analizar su efecto en los perfiles lipídicos y de resistencia a la insulina en ratones con obesidad inducida por dieta, utilizando proteína de soya como referencia, se exploró el mecanismo de acción en tejido adiposo utilizando la medición de expresión génica y un análisis glicoproteómico de plasma sanguíneo. Ratones C57BL/6 fueron alimentados durante 8 semanas con una dieta regular o una dieta hipercalórica, además de consumir aislado de proteína de amaranto o soya por vía oral a una dosis de 10 mg/Kg. Las variables que se evaluaron fueron los cambios en el peso corporal, tejido adiposo, colesterol total, triglicéridos, insulina, una curva de tolerancia a la glucosa, expresión de genes relacionados con el metabolismo de lípidos y el estado inflamatorio, así como del glicoproteoma de plasma de cada grupo. Los resultados demostraron que la proteína de amaranto induce un decremento de la insulina plasmática en los ratones que fueron alimentados con una dieta regular (0.09 ng/ml vs. 0.39 ng/ml), además de que en ratones con dieta hipercalórica induce un descenso de los triglicéridos (144 mg/dl vs. 125.1 mg/dl). En adición, se encontró una expresión menor de los genes Res, Tnf-α, Fasn, Lep y Fabp4 en este grupo, demostrando una inhibición del estado inflamatorio y de la hidrólisis de lípidos. El análisis glicoproteómico confirmó el involucramiento de lipoproteínas como parte del efecto y mostró otras proteínas afectadas por los tratamientos incluyendo glicoproteínas Hb y serpinas. Estos resultados podrían conducir a nuevos mecanismos de acción mediante los cuales el amaranto ejerce su acción biológica. La proteína de amaranto fue capaz de mejorar la hiperlipidemia e hiperinsulinemia producida por la obesidad inducida por dieta.""Amaranth has been claimed as nutraceutical food, but its function on obesityrelated disorder is still not fully understood; in addition, most in vivo studies in literature evaluate the effect of amaranth oil on cardiovascular disease. On the other hand, amaranth seed protein, according to previous studies, has been demonstrated to have other therapeutic effects related to the carbohydrates metabolism. The aim of this work was to produce a cost-effective amaranth protein isolate and analyze its effect on lipid and insulin resistance profiles in diet-induced obese mice, using soybean protein as the reference, the mechanism of action in adipose tissue was explored using gene expression assessment and blood plasma glycoproteomic analysis. C57BL-6 mice were fed for 8 weeks with regular or high-fat diet along with amaranth or soybean protein isolates at 10 mg/Kg. Changes in body weight, adipose tissue, total cholesterol, triglycerides, insulin, glucose tolerance test, expression of lipid metabolism-related and inflammation-state genes, and the differences on the plasma glycoproteome of each group were measured as variable of response. Results demonstrated that amaranth protein induced a decrease in plasma insulin in mice fed with a regular diet (0.09 ng/ml vs. 0.39 ng/ml), whereas a decrease in triglycerides was observed in mice fed with high-fat diet (144 mg/dl vs. 125.1 mg/dl).; furthermore lower expression of Res, Tnf-α, Fasn, Lep and Fabp4 genes in this group, demonstrated inhibition of inflammation state and lipids hydrolysis. The glycoproteomic analysis confirmed the inclusion of lipoproteins as part of the effect and showed other proteins affected by the treatments involving Hb and serpin proteins. These results could lead to new possible mechanisms of action by which amaranth exert their biological function. Amaranth protein consumption was able to improve the hyperlipidemia and hyperinsulinemia produced by the diet-induced obesity. The present study has demonstrated that amaranth protein, but not soybean protein, improved the obesity condition in mice

Bacterial wilt and canker of tomato: fundamentals of a complex biological system

"Tomato (Solanum lycopersicum) is well-known as a model for study of plant–pathogen interactions, since it is a crop of global relevance and susceptible to multiple bacterial, fungal, viral and nematode pathogens. Among bacterial phytopathogens, the actinomycete Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) is the causal agent of bacterial wilt and canker of tomato, considered a quarantine disease at international level. The tomato–Cmm interaction has been studied to decipher the pathogenicity mechanisms in Cmm, susceptibility mechanisms in tomato, molecular basis of resistance to Cmm in wild species relative to domesticated tomato, and the level of genetic variability in Cmm. The objective of this review is to discuss recent advances in tomato–Cmm compatible interaction, which can be integrated for application in early diagnosis and biological control of bacterial wilt and canker of tomato. Further study of plant–microorganism interactions is a promising field for improvements in tomato pathogen resistance.

Protocolo algebraico de establecimiento de una llave pública basado en trenzas

"Dado que la finalidad de la criptología es ocultar y trasmitir información, usualmente usando un canal público, es importante establecer un procedimiento que cumpla con dichos propósitos de manera segura y eficiente, sin olvidar que debe resolver principalmente el problema de la confidencialidad. Por ello en esta tesis, siguiendo el trabajo de Anshel y colaboradores y de Ki Hyoung Ko y colaboradores, se desarrolló un protocolo algebraico para establecer una llave privada por medio del grupo no conmutativo de las 3-trenzas, buscando con ello trasmitir nuestra información por un canal público. Además, en dicho desarrollo se propuso también un procedimiento denominado ML2, basado en el uso del mapeo logístico, con el fin de generar una cadena de 0's y 1's, con la cual se encripte o desencripte una cadena de 0's y 1's asociada a un texto plano, buscando con ello el ocultar o recuperar nuestra información respectivamente. Por último, se implementó este protocolo en el software MATLAB y además se optó por desarrollar una interfaz gráfica, para con ello permitir a los usuarios una interacción cómoda y visual con dicho protocolo, se incluyó también el pseudocódigo correspondiente para su implementación en cualquier lenguaje de programación.""The purpose of cryptology is hide and transmit information, usually using a public channel. For this reason, it is important to establish a procedure that accomplishes these purposes safely and efficiently, without forgetting that it must mainly solve the problem of the confidentiality. Therefore, in this thesis, following the work of Anshel et al. in [1] and the work of Ki Hyoung Ko et al. in [3], an algebraic protocol was developed to establish a private key through the non-commutative group of the 3-braids, with the propose to transmit our information through a public channel. Besides, in this development a procedure called ML2 was proposed, based on the use of logistic map, to generate a chain of 0’s and 1’s, with which can to encrypt or decrypt a chain of 0’s and 1’s associated with a plain text, with the propose to hide or recover our information respectively. Finally, this protocol was implemented in the MATLAB ® software and also it was decided to develop a graphical interface with the propose to permit to users a comfortable and visual interaction with this protocol, additionally the corresponding pseudocode was include for its implementation in any programming language."Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (619730) y el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A. C

Groundwater quality assessment: an improved approach to K-means clustering, principal component analysis and spatial analysis: a case study

"K-means clustering and principal component analysis (PCA) are widely used in water quality analysis and management. Nevertheless, numerous studies have pointed out that K-means with the squared Euclidean distance is not suitable for high-dimensional datasets. We evaluate a methodology (K-means based on PCA) for water quality evaluation. It is based on the PCA method to reduce the dataset from high dimensional to low for the improvement of K-means clustering. For this, a large dataset of 28 hydrogeochemical variables and 582 wells in the coastal aquifer are classified with K-means clustering for high dimensional and K-means clustering based on PCA. The proposed method achieved increased quality cluster cohesion according to the average Silhouette index. It ranged from 0.13 for high dimensional k-means clustering to 5.94 for K-means based on PCA and the practical spatial geographic information systems (GIS) evaluation of clustering indicates more quality results for K-means clustering based on PCA. K-means based on PCA identified three hydrogeochemical classes and their sources. High salinity was attributed to seawater intrusion and the mineralization process, high levels of heavy metals related to domestic-industrial wastewater discharge and low heavy metals concentrations were associated with industrial wastewater punctual discharges. This approach allowed the demarcation of natural and anthropogenic variation sources in the aquifer and provided greater certainty and accuracy to the data classification.

PRARN. Método alternativo para la prospección de recursos naturales. Aplicaciones hídricas y geotermia.

"A nivel mundial, la sociedad requiere de mayor cantidad de recursos naturales que le permitan satisfacer sus necesidades como civilización. Siendo de vital importancia i) el recurso hídrico y ii) los mecanismos empleados para generación de energía eléctrica; imprescindibles para la vida y las actividades diarias. En el primer caso debido a factores como la sobreexplotación y contaminación de acuíferos, el cambio desmedido de uso de suelo (desertificación) entre otros; han provocado que el recurso hídrico sea mermado, po- niendo en riesgo la estabilidad de los ecosistemas y especies que lo habitan. Por otro lado, el uso desmesurado de recursos fósiles como primera opción para la generación de ener- gía eléctrica representa una fuente importante de contaminación, afectando directamente al medio ambiente y a la sociedad. Ante esta problemática es necesario la búsqueda de es- trategias que permitan eficientar el agua disponible y su captación; así como alternativas viables para la producción de energía limpia, destacando la geotermia. En este trabajo, se establece un paradigma asociado al análisis espectral, multitemporal y morfométrico para la prospección de recursos naturales denominado: PRARN, (Percepción Remota Aplicada a prospección de Recursos Naturales). El modelo es capaz de identificar zonas apropiadas de captación de agua en ambientes áridos/semiáridos; así como establecer lugares probables para realizar exploración geotérmica. La estrategia de solución se basa en fusionar capacidades de sensado remoto activo (radar de apertura sintética) y pasivo (multiespectrales) con modelos matemáticos y la inclusión de información geofísica, geológica y estructural dentro de un ambiente de sistemas de información geo-gráfica de código abierto. Se establecieron dos escenarios de prueba y validación, el primero relacionado con la prospección y captación hídrica que se realizó en la cuenca Tierra nueva en San Luis Potosí, la cual es una zona considerada como árida/semiárida con precipitación media anual de 358mm (milímetros) y donde el 28 % de la población no cuenta con agua pota- ble. Las herramientas principales fueron imágenes satelitales adquiridas de la plataforma Landsat 8, datos aeromagnéticos, climatológicos e información geológica. El proceso de identificación se realizó mediante un algoritmo de decisión multi-criterio (Proceso Ana- lítico Jerárquico, AHP) en cuyos resultados obtenidos se identificaron 2 zonas apropiadas para la planeación de obras hidráulicas y el mayor aprovechamiento del recurso hídrico superficial. El segundo escenario planteado corresponde a la Zona Volcánica de Nayarit (ZVN) donde se evaluó las capacidades de la propuesta aplicada a exploración geotérmica. En la ZVN se localizan los volcanes El Ceboruco y Tepetiltic siendo un sitio conocido por su potencial geotérmico y muy adecuado para la validación y calibración de la estrategia PRARN. Se emplearon imágenes de sensores remotos pasivos con los que se obtuvo in- formación de temperatura del terreno haciendo uso de los datos provenientes del satélite Landsat 8 y mediante sensado activo se identificaron modificaciones en la superficie de la ZVN utilizando la técnica DIn-SAR (Interferometría Radar Diferencial). Las imágenes SAR (Radar de Apertura Sintética) que se emplearon fueron obtenidas por la plataforma Sentinel-1. La información satelital fue complementada con los lineamientos estructurales, datos aeromagnéticos y la determinación de zonas de probable acumulación de agua. Los parámetros calculados/estimados fueron suministrados al modelo multicriterio logrando identificar áreas adecuadas para implementar exploración geotérmica in situ. La información obtenida por los sensores remotos se procesó e interpretó dentro de los sistemas de información geográfica GRASS GIS y SNAP.""At a global, society requires more natural resources that allow it to satisfy its needs as a civilization. The most importat are: i) the water resource and ii) the mechanisms used to generate electricity; essential for life and daily activities. In the first, case due to factors such as overexploitation and contamination of aquifers, the excessive change in land use (desertification) among others, have caused the water resource to be depleted, putting at risk the stability of the ecosystems and species that inhabit it. On the other hand, the disproportionate use of fossil resources as the first option for the generation of electric power represents an important source of pollution, directly aecting the environment and society. Faced with this problem, it is necessary to search for strategies that make the water available and its catchment ecient; as well as viable alternatives for the production of clean energy, highlighting geothermal energy. In this work, a paradigm associated with the spectral, multi-temporal and morphometric analysis is established for the prospection of natural resources called: PRARN, (Remote Sensing Applied to Prospecting of Natural Resources). The model is able to identify appropriate water catchment areas in arid / semi-arid environments; as well as establishing probable places to perform geothermal exploration. The solution strategy is based on merging active remote sensing (synthetic aperture radar) and passive (multispectral radar) sensing capabilities with mathematical models and the inclusion of geophysical, geological and structural information within an open source geographic information systems environment. Two testing and validation scenarios were established, the first one related to water prospecting and capture was carried out in the Tierra Nueva basin in San Luis Potosí, which is an arid/semi-arid with average annual rainfall of 358mm (millimeters) and where 28 % of the population does not have drinking water. The main tools were satellite images acquired from the Landsat 8 platform, aeromagnetic, climatological data and geological information. The identification process was carried out using a multi-criterion decision algorithm (Hierarchical Analytical Process, AHP) in which the results obtained identified 2 appropriate zones for the planning of hydraulic works and the greater use of surface water resources. The second proposed scenario corresponds to the Volcanic Zone of Nayarit (ZVN) where the capabilities of the proposal applied to geothermal exploration were evaluated. In the ZVN wher the Ceboruco and Tepetiltic volcanoes are located, being a site known for its geothermal potential and very suitable for the validation and calibration of the PRARN strategy. Passive remote sensing images were used to obtain land temperature information using the data from the Landsat 8 satellite and through active sensing we identified changes in the surface of the ZVN using the DIn-SAR technique (Dierential Radar Interferometry). The SAR (Synthetic Aperture Radar) images that were used were obtained by the Sentinel-1 platform. The satellite information was complemented with structural guidelines, aeromagnetic data and the determination of areas of probable water accumulation. The calculated / estimated parameters were supplied to the multicriteria model, identifying suitable areas to implement geothermal exploration in situ. The information obtained by the remote sensors was processed and interpreted within the geographic information systems GRASS GIS and SNAP.

Distribución espacio-temporal de radón en interiores urbanos de San Luis Potosí

"El Radón es un gas noble el cual no reacciona con ningún otro elemento y es de origen natural, se encuentra en el suelo, rocas y en el agua, el cual asciende a través del basamento por fallas o fracturas hasta llegar al aire que respiramos. Es incoloro, inodoro e insípido y procede de la desintegración radiactiva del Uranio 238. Es importante mencionar que la unidad de medida del radón es en Bq/m3, es decir, el número de desintegraciones que se producen en 1 segundo en un metro cubico. La presente investigación expone los resultados obtenidos después de haber realizado un muestreo en interiores urbanos de 50 puntos seleccionados al azar dentro de la “Zona Urbana de San Luis Potosí” (ZUSLP) y 29 muestreos en subsuelo correspondientes a áreas cercanas (patio, calle, jardín, etc.) de algunos muestreos realizados en interiores, durante el periodo de febrero a octubre de 2017. Los puntos muestreados fueron realizados en interiores de casas, escuelas y lugares de trabajo, así como en subsuelo. En base a las concentraciones obtenidas en los 50 muestreos, se concluye que: Las concentraciones altas de radón 222 en interiores dentro de la ZUSLP, dependen principalmente al tipo de estructura de la edificación, ventilación y material de construcción. Sin embargo, el tipo de subsuelo del cual está constituida la ZUSLP, aluvión, coluvión, material de relleno, etc., no es un factor importante que determine concentraciones altas en interiores para este estudio. Con estos datos se creó el “Mapa de riesgo por radiactividad de radón en interiores urbanos de San Luis Potosí”. Comienza con una revisión estadística que permite ver el grado de cumplimiento de los niveles de radón con respecto al límite permisible, en base a la recomendación realizada VIII por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos, la cual establece un máximo permisible de 148 Bq/m3 de promedio anual. La investigación se encuentra estructurada en 5 capítulos. Dichos capítulos comienzan con una breve introducción sobre que es el radón, cuáles son sus características de transportación y que es lo que lo hace dañino para la salud. Después se desarrollará el tema para la explicación de las características del subsuelo y el porqué de algunas zonas con mayores niveles de concentración en la zona urbana de San Luis Potosí. Esto para poder tomar medidas preventivas en las zonas que el radón se encuentre encima de los límites permisibles y evitar daños a la salud de la población.""The radón is a noble gas which does not react with any other element and it is of natural origin, it is found in soil, rocks and water, which rises through the basement to faults or fractures until reaching the air we breathe. It is colorless, odorless and insipid and comes from the radioactive decay of Uranium 238. It is important to mention that the radon unit of measurement is Bq/m3, that is, the number of disintegrations that occur in 1 second in a cubic meter. The present investigation exposes the results obtained after having made a sample in urban interiors of 50 randomly selected points within the "Urban Zone of San Luis Potosí" (ZUSLP) and 29 subsoil samples corresponding to nearby areas (yard, street, garden, etc.) of some samples taken indoors, during the period from February to October 2017. The sampled points were made inside homes, schools and workplaces, as well as in the subsoil. Based on the concentrations obtained in the 50 samplings, it is concluded that: The high concentrations of radon 222 in interiors inside the ZUSLP, depend mainly on the type of structure of the building, ventilation and construction material. However, the type of subsoil of which the ZUSLP, alluvium, colluvium, filling material is constituted, etc., is not an important factor that determines high indoor concentrations for this study. With these data, the "Radon risk map of radón in urban interiors of San Luis Potosí" was created. Begins with a statistical review that allows to see the degree of compliance of the radon levels with respect to the permissible limit, based on the recommendation made by the Environmental Protection Agency (EPA) of the United States, which establishes an allowable maximum of 148 Bq/m3 annual average. The investigation is structured X in 5 chapters. These chapters begin with a brief introduction about what radon is, what are its transportation characteristics and what makes it harmful to health. Later the subject will be developed for the explanation of the characteristics of the subsoil and the reason of some areas with higher levels of concentration in the urban area of San Luis Potosí. This is to be able to take preventive measures in areas where radon is above the permissible limits and avoid damage to the health of the population."Agradecimientos al IPICYT Y CONACY

Genetic mapping identifies loci that influence tomato resistance against Colorado potato beetles

"The Colorado potato beetle (CPB; Leptinotarsa decemlineata Say), the most economically important insect pest on potato (Solanum tuberosum L.), also feeds on other Solanaceae, including cultivated tomato (Solanum lycopersicum L.). We used tomato genetic mapping populations to investigate natural variation in CPB resistance. CPB bioassays with 74 tomato lines carrying introgressions of Solanum pennellii in S. lycopersicum cv. M82 identified introgressions from S. pennellii on chromosomes 1 and 6 conferring CPB susceptibility, whereas introgressions on chromosomes 1, 8 and 10 conferred higher resistance. Mapping of CPB resistance using 113 recombinant inbred lines derived from a cross between S. lycopersicum cv UC-204B and Solanum galapagense identified significant quantitative trait loci on chromosomes 6 and 8. In each case, the S. galapagense alleles were associated with lower leaf damage and reduced larval growth. Results of both genetic mapping approaches converged on the same region of chromosome 6, which may have important functions in tomato defense against CPB herbivory. Although genetic mapping identified quantitative trait loci encompassing known genes for tomato acyl sugar and glycoalkaloid biosynthesis, experiments with acyl sugar near-isogenic lines and transgenic GAME9 glycoalkaloid-deficient and overproducing lines showed no significant effect of these otherwise insect-defensive metabolites on CPB performance.