Microorganisms and dietary factors affecting biohydrogenation and conjugated linoleic acid production in the rumen ecosystem

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias, especialidade de Produção AnimalConsumption of animal fat has been associated with an increased incidence of chronic diseases, as cardiovascular disease, obesity and diabetes. Ruminant products, milk and meat, have high saturated fatty acids (FA) content as a result of biohydrogenation by microbial metabolic activity in the rumen. Biohydrogenation also originates FA with health promoting or disease preventing properties, including conjugated linoleic acids (CLA) and vaccenic acid (18:1 trans-11). Improvement of FA composition of milk and meat might promote human health but research is needed on ruminal lipid metabolism, which plays a major role in FA profile. The overall aim of this thesis was to investigate on specific microorganism and factors affecting the rumen lipid metabolism. Different methodological approaches were used, ranging from in vitro studies, with pure and mixed cultures, to in vivo studies. Polyunsaturated FA metabolism by Butyrivibrio fibrisolvens, a major hydrogenating rumen bacterium, was evaluated (Chapter 2). Toxicity of non-esterified unsaturated FA to B. fibrisolvens increased with FA length, number of unsaturations, and cis geometrical configuration. Biohydrogenation was shown to be a detoxifying mechanism, although mechanisms by which toxicity occur were not identified. Results suggest a protective role of 18:1 trans-11 to FA toxicity. A semi-continuous in vitro fermentation system was used to determine the effects of pH and starch inclusion level, in diets supplemented with oil, on the biohydrogenation pattern, namely in identifying the factor responsible for the trans-10 shift, associated with milk fat depression (Chapter 3). The trans-10 shift was observed to be associated with high starch level, independently of pH incubation level (6 or 7). Modification of the biohydrogenation pathway was suggested to be associated with changes in microbial population. Dietary nitrogen source and soybean oil supplementation effects on rumen contents and bacterial fractions FA composition were evaluated in vivo (Chapter 4). Biohydrogenation pattern was not affected by nitrogen source, yet CLA was promoted in true protein diets with soybean oil. The increase in cis-vaccenic acid (18:1 cis-11) in non-protein nitrogen diets may suggest a regulatory mechanism of bacterial membrane fluidity in the presence of lower proportions of odd- and branched-chain FA.RESUMO - Microrganismos e factores alimentares que afectam a bioidrogenação e a produção de isómeros conjugados do ácido linoleico no ecossistema ruminal. - A crescente incidência de doenças cardiovasculares, obesidade e diabetes, tem sido associada com o elevado consumo de gorduras, nomeadamente de origem animal. Os produtos edíveis dos ruminantes, leite e carne, são ricos em gordura saturada, devido à bioidrogenação dos ácidos gordos (AG) da dieta pela população microbiana do rúmen. No entanto, a bioidrogenação origina, igualmente, AG com efeitos benéficos para a saúde, como sejam os isómeros conjugados do ácido linoleico (CLA) e o ácido vacénico (18:1 trans-11). Leite e carne com melhores perfis em AG poderão contribuir para a promoção da saúde dos consumidores mas, para isso, é essencial um conhecimento mais aprofundado do metabolismo lipídico ruminal. Assim, o objectivo geral desta tese foi estudar alguns microrganismos envolvidos na bioidrogenação e factores que afectam o metabolismo lipídico no rúmen. Avaliou-se o metabolismo dos AG polinsaturados pelo Butyrivibrio fibrisolvens (Capítulo 2). A toxicidade dos AG polinsaturados aumentou com o número de carbonos, número de insaturações e a configuração cis das duplas ligações. O papel da bioidrogenação como um mecanismo de detoxificação foi mostrado e sugerido um efeito protector da acumulação de 18:1 trans-11 face à toxicidade dos AG. Os efeitos do pH e nível de inclusão de amido, em dietas suplementadas com óleo, no padrão de bioidrogenação, designadamente no aumento de trans-10 associado com a depressão da gordura no leite, foram testados em RUSITEC (Capítulo 3). O aumento de trans-10 observou-se em dietas com elevado teor em amido, sendo o efeito independente do pH da incubação (6 ou 7). A modificação no padrão de bioidrogenação sugere mudanças na população microbiana. Os efeitos do tipo de azoto da dieta e da suplementação com óleo de soja na composição em AG do conteúdo ruminal e fracções bacterianas foram avaliados in vivo (Capítulo 4). O padrão de bioidrogenação não foi afectado pelo tipo de azoto mas a suplementação de óleo a dietas com proteína verdadeira aumentou os CLA. O aumento do ácido cis-vacénico (18:1 cis-11) em dietas ricas em azoto não proteico sugere um possível mecanismo compensatório para regulação da fluidez das membranas bacterianas face a baixas proporções de AG ímpares e ramificados

A software to manage rehabilitation sessions with a robotic walker

Dissertação de mestrado integrado em Informatics EngineeringCerebellar ataxia arises from damage or dysfunction that affects the cerebellum and its pathways. As a result, the motor abilities of individuals with this condition become weakened. Robotics-assisted therapy is still an emerging area, but it has several advantages that could boost the rehabilitation of these individuals. Considering this problematic, WALKit Smart Walker is being developed. Its main purpose is to improve the treatment of ataxic patients through intelligent and multidisciplinary rehabilitation sessions. Thus, it is equipped with several sensors that provide monitoring capabilities through a continuous evaluation of the end-user gait and posture. A vast amount of data is acquired during each session by the walker sensors. For health professionals to analyse this data and have feedback on the patient’s status throughout therapy, tools are needed to control, manage, and monitor sessions in a clear, practical and intuitive way. Therefore, the main goal of this dissertation is centred on implementing an effective way to store the acquired data, along with the development of software that satisfies these requirements. To address these goals, a polyglot persistence database system, composed of a relational and a non-relational database, was implemented to store the required data while maintaining efficiency. Furthermore, a web application was developed to provide, not only to health professionals, but also to patients themselves, the management of the rehabilitation sessions with the walker. The application provides an individual and temporal analysis of the sessions through interactive graphics adapted to each patient. Additionally, it allows the management of the several patients who are/were in treatment and the addition of clinical ratting scales, which are useful to assess their motor condition and adapt therapies as needed. In this way, professionals can have a better perception of the patient’s condition, and can show patients their evolution, possibly contributing to increase their motivation in therapy. Moreover, in the context of this dissertation, the embedded software of WALKit SmartW, which allows the therapy configuration, was optimized. This software had no security mechanisms, thus the main goal was on the implementation of techniques capable of making the software secure. Additionally, other functionalities such as feedback alerts, were added to the existing application. Throughout the development of this project, it was possible to have continuous feedback from health professionals of the Hospital of Braga. Usability tests and questionnaires were also applied, and the results were very promising, enhancing the need for a system with these characteristics. Professionals claimed the system may help in analysing the patient clinical status in an intuitive form while keeping them motivated during treatments.A ataxia cerebelar surge a partir de danos ou disfunções que afetam o cerebelo e as suas vias. Como resultado, as capacidades motoras dos indivíduos que possuem esta condição ficam fragilizadas. A terapia assistida por robôs é ainda uma área em desenvolvimento, no entanto apresenta diversas vantagens que poderão agilizar os tratamentos destes indivíduos. Atendendo a esta problemática, o WALKit SmartW encontra-se a ser desenvolvido. O seu principal propósito é auxiliar os tratamentos de pacientes ataxicos através de sessões de reabilitação inteligentes e multidisciplinares. Para tal, é composto por um conjunto de sensores que fornecem uma monitorização e avaliação contínua da marcha e da postura do utilizador. Uma grande quantidade de dados é adquirida ao longo de cada sessão através dos sensores. De forma a que os profissionais de saúde analisem estes dados e tenham feedback do estado do paciente ao longo da terapia, são necessárias ferramentas que permitam controlar, gerir e monitorizar as sessões, de forma clara, prática e intuitiva. O principal objetivo desta dissertação centra-se na implementação de uma estratégia eficiente para armazenar os dados, juntamente com o desenvolvimento de um software que satisfaça estes requisitos. Para cumprir estes objetivos, um sistema de base de dados com persistência poliglota, composto por uma base de dados relacional e uma não relacional, foi implementado para armazenar os dados mantendo a eficiência. Além disso, uma aplicação web foi desenvolvida para proporcionar, não só aos profissionais de saúde, como também aos próprios pacientes, a gestão das sessões de reabilitação com o andarilho. A aplicação disponibiliza uma análise individual e temporal das sessões através de gráficos interativos adaptados a cada paciente. Adicionalmente, possibilita também a gestão dos diversos pacientes que estão/estiveram em tratamento, e a adição de escalas de classificação clínica, que são úteis para avaliar a condição motora e adaptar as terapias conforme necessário. Desta forma, os profissionais conseguem ter uma melhor perceção acerca do estado do paciente, e os pacientes podem ver a sua evolução, contribuindo para aumentar a motivação na terapia. Ainda no contexto desta dissertação, otimizou-se a aplicação embebida no software do andarilho WALKit, que permite as configurações da terapia. O software era isento de qualquer mecanismo de segurança, pelo que o maior foco centrou-se na aplicação de técnicas capazes de o tornar seguro. Adicionalmente, outras funcionalidades, como alertas e configurações de algoritmos, foram adicionadas à aplicação existente. Ao longo do desenvolvimento deste projeto, foi possível obter o feedback contínuo de profissionais de saúde do Hospital de Braga. Testes e questionários de usabilidade foram também aplicados, e os resusltados foram bastante promissores, reforçando a necessidade de um sistema com estas características. Os profissionais afirmaram que o sistema irá ajudar a analisar o estado do paciente de forma intuitiva, mantendo-o motivado durante os tratamentos

Uma abordagem investigativa do trabalho experimental no ensino da Química a alunos Não-Químicos na Universidade

Pretende-se divulgar os resultados de um estudo sobre a implementação de um tipo de abordagem ao Trabalho Experimental de Química, cujos objectivos são: - Contribuir para motivar os alunos para a aprendizagem da Química; - Contribuir para melhorar o sucesso na formação em Química dos alunos que não sendo de Química necessitam de fazer aprendizagens nesse domínio; - Contribuir para uma revalorização do trabalho experimental enquanto estratégia privilegiada para o ensino da Química

Experimental Work and the Teaching of Chemistry at University

Chemistry, the central science for many areas of knowledge, is a compulsory discipline in several University courses. The teaching of chemistry to non-chemists is a difficult challenge that must be overcome, because Chemistry is often a necessary tool in their future activity. However, the failure in General Chemistry courses is an obstacle in the normal academic lives of students. Students’ difficulties are often caused by poor previous chemical knowledge or by lack of motivation, and represent important factors in the lack of success. The work here presented is inscribed in a larger study on the role of experimental work in several different first year Chemistry courses. This study intends to propose answers to several questions often raised by chemistry teachers: - What “Chemistry” should be taught to non-motivated non-chemistry students? - What should be the role of experimental work in the preparation of these students? - What is the influence of the involvement of students in practical classes in their academic success

What can students learn in the chemistry laboratory?

Practical work (PW) has had, since long ago, a fundament role in the education of Chemistry students (Woolnough, 1991; Miguéns & Garrett, 1991). However, doubts were sometimes raised about its importance as a means for promoting significant learning of Chemistry (Hodson, 1990; 1993). In order to make PW relevant, it is necessary that it can motivate the students and contribute for the development of a set of skills and competencies that are fundamental namely in tertiary education (Figueiredo, Viana & Maia, 2001). The work here presented, developed in that context, is the result of a research project carried out in the University of Évora (Portugal), on the use of PW as an investigative activity of problem solving. This project also had a didactic purpose. It aimed at contributing to the increase in the success of students in chemistry courses included in non-chemistry science degrees, as well as to a revalorization of PW as a privileged strategy for the teaching of chemistry

O impacto da cultura organizacional nos sistemas de controlo de gestão nas pequenas e médias empresas portuguesas

Mestrado em Contabilidade, Fiscalidade e Finanças EmpresariaisO presente estudo tem por finalidade analisar a relação entre a Cultura Organizacional, os 4 levers of control e a performance corporativa. Nesse sentido, procura responder a duas questões: "Os valores de controlo e flexibilidade estão relacionados com o uso dos Sistemas de Controlo de Gestão?" e "Os valores de controlo e flexibilidade têm impacto na performance das empresas?". Para esse efeito, utilizaram-se dados relativos a 2.073 empresas portuguesas de pequena e média dimensão (PME's), recolhidos através de um questionário dirigido a CEO's, CFO's e controllers. Foi obtida uma taxa de resposta de 9,32%. O estudo das PME's em Portugal assume particular importância devido à sua relevância na constituição do tecido empresarial. Com base na Teoria da Contingência, os resultados sugerem que os sistemas de controlo interactivos estão associados com os valores de flexibilidade. No entanto, não foi encontrada relação entre os sistemas de controlo diagnóstico, os sistemas de crenças, os sistemas de restrições e os tipos de valores de controlo ou flexibilidade. Relativamente à performance corporativa, os resultados sugerem que empresas com valores de flexibilidade podem obter um desempenho superior relativamente às empresas com valores de controlo.This study aims at inferring the possible connection, in existing companies operating in Portugal, between the Organizational Culture, the four levers of control and the Corporative Performance. Two main questions are addressed in this work: "Are the values of control and flexibility with the use of the Management Control Systems related?" and "Do the values of control and flexibility have an impact in the company's performance?". In order to draw some answers to these two questions, data from 2.073 small and medium size (SME's) Portuguese companies were collected by means of a questionnaire addressed to the company's CEO, CFO and controllers. The deliberate choice of SMEs for this study stems from their noticeable significance and overall fraction in the regional and national economy. A response rate of 9.32% to the questionnaire was obtained. Based on Contingency Theory analysis, the results indicate that the interactive systems of control are correlated with flexibility values. However, no correlation was found with the diagnostic control systems, the beliefs system, the restrictions system and the types of values of control or flexibility. Regarding the Corporative Performance, the results indicate that the companies with flexibility values outperform those with control values

Ocorrência de histamina em produtos alimentares disponíveis no mercado : qual o risco do seu consumo?

Dissertação de mestrado em Segurança Alimentar, apresentada à Faculdade de Farmácia da Universidade de CoimbraA alimentação assume um papel determinante na qualidade de vida do ser humano. Com o crescente aumento do aparecimento de novos produtos no mercado, fruto da globalização, é importante e necessário que haja um rigoroso controlo de qualidade e segurança de cada produto. Atualmente existem várias organizações nacionais, europeias e também mundiais que têm como principal objetivo regulamentar e controlar vários parâmetros (biológico, químico, físico e organolético) que garantam que o alimento é seguro para o consumidor. A histamina foi descoberta em 1910 por Dale e Laidlaw, posteriormente, em 1932, foi identificado como um mediador de reações anafiláticas. A histamina (2-[4- imidazolil]etilamina) é uma amina biogénica, sendo sintetizada através do aminoácido histidina, sob ação da L-histidina descarboxilase. Importa referir que a histamina é bastante estável ao calor, o que faz com que a confeção normal dos peixes ou outros alimentos, e mesmo a sua esterilização no caso das conservas de peixe não seja suficiente para a sua eliminação. A problemática da histamina prende-se com os possíveis riscos para a saúde do consumidor. Nesse sentido o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial risco para o consumidor de produtos alimentares, neste caso conservas e patês de peixe, da ocorrência de histamina. Não foi detetada em nenhuma das 40 amostras analisadasFood assumes a determinant role in the quality of life of the human being. With the growing emergence of new products in the market, because of globalization, it is important and necessary to have a rigorous quality and safety control of these products. Nowadays there are several national, european and international organizations responsible for the regulation and control of different parameters (biological, chemical, physical and organoleptic), thus guarantying that food is safe for consumer. Histamine was discovered in 1910 by Dale and Laidlaw and, later in 1932, it was identified as a anaphylactic reactions mediator. Histamine (2-[4-imidazolil] etilamine) is a biogenic amine, synthesized through histidine amino acid, under the action of L-histidine decarboxylase. It is important to mention that histamine is very stable to heat, and for that reason, regular cooking, as well as sterilization as in the case of canned fish, isn’t enough for its elimination. The problem with histamine are the possible risks that it can pose to the consumer’s health. Following this, the objective of this work was to evaluate the potential risk for consumers of food products, in this case, canned fish and pates that contain high concentrations of histamine. No histamine was detected in any of the 40 samples analyzed. The results suggest that the production of the analyzed canned and pates is safe as regards the prevention of contamination by histamine. The results obtained in this study differ from those reported in previous studie

O filho resiliente : Estudo dos níveis de resiliência em adolescentes com e sem irmãos

Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Superior de Psicologia AplicadaA resiliência é o processo ou a capacidade de ultrapassar e de reagir de forma flexível a desafios ou situações ameaçadoras que possam surgir no decurso da vida dos indivíduos. No entanto, nem todos os indivíduos são capazes de superar tais situações de forma positiva. A escassez de estudos consistentes nesta área no nosso país e envolvendo adolescentes inseridos em associações tais como o movimento escutista, bem como o reduzido número de programas de promoção da resiliência justifica a importância da presente investigação. Assim, esta investigação teve como principais objectivos analisar os níveis de resiliência de adolescentes com e sem irmãos e verificar a existência de correlações significativas entre os níveis de resiliência em adolescentes com e sem irmãos cujo pai e mãe têm ou não irmãos. Para tal recorreu-se à utilização das escalas de Avaliação Global da Resiliência (EAGR) e de Avaliação do Eu Resiliente (EAER). Os resultados indicaram que não existem diferenças significativas nos níveis de resiliência em adolescentes escuteiros com e sem irmãos, no entanto verificaram-se correlações significativas entre os níveis de resiliência de adolescentes com e sem irmãos cujo pai e mãe têm ou não irmãos.ABSTRACT: Resilience is the process or the ability to overcome and respond flexibly to challenges or threatening situations that may arise during the life of individuals. However, not all individuals are able to overcome such situations in a positive way. The lack of consistent studies in this area in our country and involving adolescents from associations such as the Scout Movement, and the small number of programs to promote resilience justifies the importance of this research. Thus, this research had as main objective to analyze the levels of resilience in adolescents with and without siblings and verify the existence of significant correlations between levels of resilience in adolescents with and without siblings whose father and mother have siblings or not. To this end we resorted to the use of Escala Avaliação Global da Resiliência (EAGR) and Escala de Avaliação do Eu Resiliente (EAER). The results indicated that no significant differences in the levels of resilience in adolescents scouts with and without siblings, however there were significant correlations between levels of resilience in adolescents with and without siblings whose father and mother have siblings or not