Efeito estimulatório da tiroxina no transporte de aminoácidos, captação de 45Ca2+ e na exocitose em células de sertoli de testículos de ratos imaturos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2011A atividade secretória das células de Sertoli é dependente das funções dos canais iônicos e da síntese de proteínas e é essencial para a espermatogênese. Além das ações genômicas dos hormônios tireóideos (HT), ações não-genômicas da tiroxina (T4) e do 3,5,3'-L-triiodotironina (T3) são relatados em testículos de ratos imaturos. O objetivo deste trabalho foi estudar o mecanismo de ação do T4 no transporte de aminoácidos e investigar a função do receptor de integrina neste evento. Também, esclarecer se o efeito estimulatório do T4 no transporte de aminoácidos e a captação de Ca2+ culminam em secreção celular. Descrevemos que o efeito estimulatório do T4 no transporte de aminoácidos parece ser mediado por um receptor de integrina presente na membrana plasmática, já que o tetrac (inibidor da ação do T4 na integrina), assim como o peptídio RGD (bloqueador da ligação do T4 ao receptor ?v?3) foram capazes de anular o efeito do hormônio. Além disso, o T4 aumenta a captação de Ca2+ e o Ca2+ intracelular aumenta a atividade nuclear, mas esta ação genômica parece não influenciar na função secretória das células de Sertoli iniciada pela interação do T4 ao receptor de integrina. Além do mais, o citoesqueleto e os canais de cloreto do tipo ClC-3, envolvidos na secreção celular, contribuem para as respostas rápidas das células de Sertoli que culminam na exocitose. Uma importante conclusão deste trabalho é que as vias de sinalização ativadas pela interação do T4 ao receptor de integrina convergem para determinar respostas rápidas das células de Sertoli, como a exocitose. A compreensão do mecanismo pelo qual o T4 promove o evento rápido de secreção celular, e independe da atividade nuclear, é um campo de investigação e pode levar à identificação de novos alvos terapêuticos

Função dos hormônios tireoideos e da 1,25(OH)2 vitamina D3 em células testiculares de ratos imaturos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2015.A espermatogênese, processo que ocorre nos túbulos seminíferos (TS), é controlada por uma rede de fatores endócrinos e outros fatores regulatórios. Dentre eles, os hormônios da tireoide (HT), a 1a,25(OH)2-vitamina D3 (1,25-D3), e o 17ß-estradiol (E2) são críticos para a manutenção da reprodução. Os resultados obtidos neste estudo, utilizando células de Sertoli de ratos de 11 dias de idade, mostraram que concentrações muito baixas de T3 reverso (T3r) estimulam a captação de cálcio nestas células depois de 1 minuto de exposição. Este efeito estimulatório envolve alterações no fluxo iônico, uma vez que canais de cálcio dependentes de voltagem, canais de potássio, canais de cloreto e o cálcio intracelular estão envolvidos no efeito do hormônio. Além disso, sugere-se que a integrina avß3 atue como um receptor para o T3r, evidenciado pelo bloqueio do influxo de cálcio na presença do RGD (um inibidor da interação integrina-ligante). Também foi demonstrado que a entrada de cálcio estimulada pelo hormônio é dependente de PKC e ERK e que o T3r estimula a secreção celular, mediada pelo receptor de integrina. Além do T3r, o metabólito T2 também apresentou um efeito estimulatório na captação de cálcio tanto em testículos (10-13 M e 10-7 M) quanto em células de Sertoli isoladas (10-12 M e 10-15 M). Este efeito ocorreu com apenas 30 segundos de exposição ao hormônio. Estes dados apontam que os metabólitos T3r e T2 apresentam efeitos importantes nas células de Sertoli de ratos imaturos. O T3r modula a entrada de cálcio e a secreção celular, o qual pode ter uma função na regulação de uma variedade de processos intracelulares envolvidos na fisiologia da reprodução masculina, por outro lado, mais estudos devem ser realizados para compreender as funções do T2 nestas células. Neste estudo, também foi demonstrado que o E2 (10-6 M), assim como a 1,25-D3 (10-9 M), estimulam a captação de cálcio em testículos de ratos de 30 dias de idade e parece que ambos os hormônios dependem dos receptores clássicos do E2 (ESR1 e ESR2) para que este efeito ocorra. Este evento estimulado pelo E2 envolve a participação de canais de cálcio dependentes de voltagem, canais de cloreto e do cálcio intracelular. Além disso, PLC, PKA, PKC e MAPK estão envolvidas neste efeito estimulatório. Resultados semelhantes já foram descritos para a 1,25-D3 em testículos de ratos de 30 dias. Como estas vias de sinalização são utilizadas por diferentes hormônios esteróides para ligar ações iniciadas na membrana com ações nucleares, verificou-se o envolvimento da 1,25-D3 na expressão de genes envolvidos na sinalização do E2 e no ciclo celular. A quantificação dos níveis detranscritos de genes relacionados à sinalização do E2 e ao ciclo celular, em cultura de TS, foi realizada usando o método quantitativo de PCR em tempo real. Investigando os efeitos da 1,25-D3 na expressão dos receptores de estrogênio (ESR), observou-se que a expressão de ESR1 e ESR2 foi inibida quando os TS foram tratados com 1,25-D3, E2, ou ambos. Além disso, a 1,25-D3 inibiu a expressão gênica e protéica das ciclinas A1 e B1, enquanto que o E2 inibiu somente a expressão do gene da ciclina A1, porém inibiu a expressão de ambas proteínas (ciclinas A1 e B1). Para a expressão das proteínas p16 e p53, o tratamento dos TS com a 1,25-D3 aumentou a expressão das mesmas, já o tratamento com E2 aumentou somente os níveis da proteína p16. Estes resultados mostram que a 1,25-D3 pode regular a sinalização do E2, uma vez que este secosteróide estimula a expressão do gene Cyp19, assim como, diminui a expressão dos genes ESR1 e ESR2. Em TS, as ciclinas A1 e B1 são altamente expressas nas células germinativas que progridem através da espermatogênese, assim, a diminuição da expressão dos genes destas ciclinas e o aumento da expressão das proteínas p16 e p53 induzida pela 1,25-D3 em TS sugere que este metabólito ativo da vitamina D possa controlar o balanço entre proliferação/diferenciação na espermatogênese.Abstract : Spermatogenesis which takes place in the seminiferous tubules (ST) is a complex process controlled by a network of endocrine and other regulatory factors. In this context, thyroid hormones (TH), 1a,25(OH)2-vitamin D3 (1,25D3), and 17ß-estradiol (E2) are critical for the maintenance of normal reproduction. The results here presented show that very low concentrations of reverse T3 (rT3) are able to increase calcium uptake in 11 day-old rat Sertoli cells after 1 min of exposure. This stimulatory effect involves changes in ionic flow since voltage-dependent calcium channels, potassium and chloride channels and intracellular calcium are involved in the hormone effect. Also, our findings suggest that calcium uptake stimulated by rT3 may be mediated by integrin avß3 receptor in as much as that effect was blocked in the presence of the RGD peptide (an inhibitor of integrin-ligand interactions). In addition, it was demonstrated that calcium uptake stimulated by rT3 is PKC and ERK-dependent and the outcomes indicate that rT3 also stimulates cellular secretion via integrin receptor. Beyond rT3, the T2 metabolite also showed a stimulatory effect on calcium uptake in both testes (10-13 M and 10-7 M) and in isolated Sertoli cells (10-12 M and 10-15 M). This effect occurred with only 30 seconds of exposure to the hormone. These data indicate that rT3 and T2 metabolites have significant effects on Sertoli cells of immature rats.The rT3 modulates the calcium entry and cellular secretion, which might play a role in the regulation of a plethora of intracellular processes involved in male reproductive physiology, on the other hand, further studies must be conducted to understand the functions of T2 in these cells. Our study also demonstrated that E2 (10-6 M), as well as 1,25-D3 (10-9 M), stimulated calcium uptake in 30-day-old rat testis and it seems that the classical E2 receptors (ESR1 and ESR2) are necessary for this effect to occur. The event stimulated by E2 involves the voltage-dependent calcium channels, chloride channels and intracellular calcium participation. In addition, PLC, PKA, PKC and MAPK are involved in this stimulatory effect. Similar results have been described for 1,25-D3 in 30-day-old rat testis. In so far as these signaling pathways are used by various steroid hormones to connect membrane-initiated actions to nuclear actions, the involvement of 1,25-D3 in the expression of genes involved in E2 signaling and in the cell cycle was verified. The quantification of transcripts levels from genes related to the E2 signal and the cell cycle was performed in TS culture using the RT-PCR. Investigating the 1,25-D3 effects on the estrogen receptor (ESR)expression, it was observed that ESR1 and ESR2 expression was inhibited when TS were treated with 1,25-D3, E2, or both. Moreover, 1,25-D3 inhibited the cyclin A1 and B1 gene and protein expression while E2 only inhibited the cyclin A1 gene expression but inhibited the expression of both proteins (cyclin A1 and B1). TS treatment with 1,25-D3 increased the expression of p16 and p53 proteins whereas the E2 treatment only increased p16 protein levels. These results show that 1,25-D3 can regulate E2 signal, since this secosteroid stimulates Cyp19 gene expression as well as decreases ESR1 and ESR2 gene expression. In TS, cyclins B1 and A1 are highly expressed in germ cells that progress through spermatogenesis, thus the decrease of these cyclins genes expression and the increase of the p16 and p53 proteins expression induced by 1,25-D3 suggests that the active metabolite of vitamin D can control the balance between proliferation / differentiation in spermatogenesis

Nanopartículas magnéticas incorporadas em argila bentonita para obtenção de nanocompósitos Pebd/mBent

O trabalho tem como objetivo a obtenção de nanocompósitos de polietileno de baixa densidade com bentonita modificada (mBent) com nanopartículas de magnetita (Fe3O4). Foram preparados nanocompósitos PEBD/Bent, PEBD/mBent e PEBD/Fe3O4 e com dois teores de nanocarga (3 e 5%) e utilizando dois métodos de preparação (sem e com aplicação de campo magnético externo) para análise do efeito da adição da carga e do alinhamento das nanopartículas. As nanopartículas magnéticas foram obtidas por coprecitação dos íons de Fe3+ e Fe2+. Posteriormente, a argila bentonita (Bent) foi modificada através da obtenção de partículas magnéticas na presença de Bent. O método de preparação dos nanocompósitos se deu via intercalação por solução e os filmes foram obtidos através de casting. As nanopartículas foram caracterizadas por análises magnéticas, fisíco-químicas e térmicas, sendo possível observar a obtenção da mBent através da presença dos picos característicos de ambas as estruturas (Fe3O4 e Bent). Os filmes nanocompósitos foram caracterizados quanto a sua morfologia, e suas propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e mecânicas. Eles apresentaram melhor estabilidade térmica quando comparados ao polímero puro. Os resultados de calorimetria exploratória diferencial (DSC) demonstraram que as nanocargas não afetaram significativamente as temperaturas de cristalização e fusão da matriz, porém, o grau de cristalinidade sofreu um decréscimo com a inserção das nanocargas. Observa-se que com o alinhamento dessas nanocargas esse resultado é atenuado, devido a efeitos causados pelo alinhamento. Além disso, é possível observar uma boa interação das nanopartículas com a fase de PEBD através da análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por fim, através das análises de microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e microscopia ótica foi visto que a mBent e Fe3O4 apresentaram boa dispersão na matriz de PEBD e ainda evidenciou o alinhamento sofrido pelas partículas nos sistemas de preparação com a presença de campo magnético externo, o que pode garantir propriedades de barreira interessantes nesses materiais.The aim of this work is to obtain low density polyethylene nanocomposites with bentonite (mBent) modified by the addition of magnetite nanoparticles (Fe3O4). LDPE/Bent, LDPE/mBent and LDPE/Fe3O4 nanocomposites were prepared with two nanofillers content (3 and 5%) and using two preparation methods (with and without external magnetic field application) to investigate the effect of addition of the charge and the alignment of nanoparticles. The magnetic nanoparticles were obtained by coprecipitation of the Fe3+ and Fe2+ ions in the presence of Bent. The method of preparation of the nanocomposites was via solution intercalation and the films were obtained by casting. The nanoparticles were characterized by magnetic, physicochemical and thermal analyzes, and it was possible to observe that the mBent presented the characteristic peaks of both structures (Fe3O4 and Bent). The nanocomposite films were characterized in terms of their morphology and their thermal, dynamic-mechanical and mechanical properties. They presented better thermal stability when compared to the pure polymer. The differential scanning calorimetry (DSC) results showed that nanofillers did not significantly affect the crystallization and melting temperatures of the matrix, but the degree of crystallinity decreased with the addition of the nanofiller. The alignment of these nanofillers resulted in attenuation of this effect due to their alignment. In addition, it was possible to observe a good interaction of the nanoparticles with the LDPE phase through the analysis of scanning electron microscopy (SEM). Finally, through the field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG) and optical microscopy, it was observed that mBent and Fe3O4 showed good dispersion in the LDPE matrix and also evidenced the alignment of the particles with the presence of external magnetic field, which can guarantee interesting barrier properties in these materials

Fourier transform infrared spectroscopy in treated woods deteriorated by a white rot fungus

This study aimed to analyze chemical changes by Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Eucalyptus dunnii and Pinus elliottii treated woods subjected to an accelerated decay test with the white rot fungus Ganoderma applanatum. The wood test specimens (2,5x2,5x0,9 cm) were impregnated with preservative solutions of chromated copper borate and synthetic pyrethroids and carbamates with 6% concentration by a vaccum-pressure process. After a decay test of 16 weeks, the chemical changes of the treated and untreated wood samples were evaluated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. It was observed that the rot fungus attack caused a variation in the intensity and a displacement of spectrum peaks, indicating a change to the woods’ chemical composition after fungal exposure. The lignin / carbohydrate ratio indicated that the fungus had no preference for a specific cell wall component, pointing to a simultaneous deterioration of cellulose, hemicellulose and lignin in the treated and untreated woods. Finally, the Fourier Transform Infrared Spectroscopy technique, together with the lignin / carbohydrate ratio analysis, proved efficient in the study of the variation of the wood chemical modifications deteriorated by rot fungi

Nafion/sulfonated poly(indene) polyelectrolyte membranes for fuel cell application

Sulfonated poly(indene) (SPInd), with 35% and 45% degree of sulfonation, was blended with Nafion to prepare blended membranes with 10, 15 and 20 wt.% of SPInd. Membranes were evaluated by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. Water uptake (WU), ion exchange capacity (IEC) and through-plane proton conductivity were measured. The membranes presented similar thermal stability to Nafion. WU was slightly higher for Nafion/SPInd membranes (19-21% at RT and 40-44% at 90 °C) compared with recast Nafion (16% and 34%, respectively), and IEC values showed a similar trend. Blended Nafion membranes had increased proton conductivity of 2.41 x 10-2 and 2.37 x 10-2 Scm-1 (20 wt. % of SPInd 35% and 45%, respectively), compared with 1.16 x 10-2 Scm-1 for recast Nafion. The results show that the addition of SPInd to Nafion is a potential route towards improving the performance of Nafion in proton conductivity for use in fuel cells devices

Resistance of TiO2 -treated Eucalyptus botryoides Wood to the Fungus Ganoderma applanatum

The aim of the present study is to investigate the resistance of Eucalyptus botryoides treated with TiO2 particles to attack by the fungus Ganoderma applanatum. The Bethel treatment method was applied to wood specimens (25 × 25 × 9 mm) and compared to CCB. The wood was subjected to the accelerated decay test and characterized through Rockwell Hardness and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). The TiO2-treated wood showed lower degradation and greater resistance to the penetration of a steel sphere (Rockwell Hardness) than the untreated wood. In addition, the results of the TiO2 treatment were statistically equal to those of CCB. The FT‑IR analysis showed that the fungus degraded lignin and hemicellulose in untreated samples. The present results showed the TiO2 efficiency in forming a protective layer on the cell wall and in preventing the development of microorganisms, a fact that verifies its fungicidal action on wood

Thermochemical behavior of eucalyptus grandis wood exposed to termite attack

This study aimed to evaluate the variations in thermal and chemical characteristics of juvenile Eucalyptus grandis wood submitted to a deterioration test by Nasutitermes termites. For this purpose, a biodeterioration test with termites was conducted according to ASTM D 3345 (2008), in which, after the end of the period corresponding to the test (40 days), we evaluated the mass loss, chemical composition and thermal stability of the main components of the deteriorated wood samples and those belonging to the control group. We found that deterioration due to exposure of the samples to Nasutitermes sp. termites caused a mass loss of 66.88% for wood with a density at 12% moisture content of 0.412 g.cm-3. The quantitative chemical composition showed a reduction in the contents of cellulose, hemicellulose and lignin. Analysis of the variations of the organic functional groups related to the chemical composition of the wood by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and relative intensity of the spectral bands also showed reductions, demonstrating homogeneous deterioration of the main components of the deteriorated woods. The thermal stability showed an increase in deteriorated wood for most of the temperature ranges, mainly for those that corresponded to losses in moisture and volatiles (25 °C - 100 °C), hemicelluloses (240 °C - 300 °C), celluloses, and together with initial lignin degradation (310 °C to 400 °C), possibly due to the removal of cellulose and hemicellulose, as well as the deposition of substances expelled by the termites in the cell wall. From the results, we conclude that the termites do not have specificity regarding the chemical component and that the deterioration caused variations in the chemical composition of the wood, whereas the opposite was observed for thermal stability, which presented an increase in most of the temperatures ranges for the deteriorated woods compared to the control group

Microwave-assisted solvothermal : an efficient and new method to obtain hydrophobic wood surfaces

The objective of this work was to form a hydrophobic surface in a highly porous wood by coating and incorporating TiO2 micro/nano structures through the microwave-assisted solvotermal method, without need any pre- or post-modification of the wood substrate, using low temperatures and short times. The behavior and morphology of the TiO2-treated surfaces was characterized using scanning electron microscopy (SEM), while the elemental composition was determined via energy-dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction analysis. The results indicated that the crystallization of the TiO2 anatase phase was efficient and fully coated the wood surface during the solvothermal process. The treated wood contained TiO2 particles agglomerate with an average diameter of 200 nm that also allowed to coat an abundant fraction of tracheids cell walls. When investigated through X-ray spectroscopy-mapping, the element titanium appeared abundantly throughout the wood. After TiO2 growth in wood through the microwave-assisted solvotermal method, a roughness at the micro/ nano scales structures was created on the wood surface, originating an increase in the contact angle up to 137°, which characterizes the appearance of a hydrophobic surface. The TiO2-treated wood demonstrated 85% of water absorption after 400 h of immersion, while untreated wood reached 160%, suggesting that the microwave-assisted solvotermal process promotes a delay in the progression of water absorption. This feature can improve the dimensional stability of wood, contributing to the increase of its durability and applications

Higroscopicidade da madeira de três espécies florestais deterioradas por térmitas Nasutitermes

Este trabalho objetivou avaliar as modificações resultantes do ataque de cupins quanto à higroscopicidade da madeira de Eucalyptus dunnii, E. saligna e Corymbia maculata. Foram utilizados corpos de prova com dimensões de 20 x 20 x 150 mm³ (tangencial x radial x longitudinal), sendo avaliado o teor de umidade de equilíbrio (TUE), as contrações lineares dos planos tangencial e radial (βT e βR), a anisotropia da contração (CAβ), a absorção de água (AA) e a taxa de absorção de água (TAA) de amostras de madeira sadias e deterioradas por térmitas Nasutitermes sp. Verificou-se que o ataque dos térmitas causou aumento no TUE e redução no βT, entretanto, βR e CAβ apresentaram variação entre as diferentes espécies. AA e TAA apresentaram alta intensidade de absorção de água nas primeiras horas de imersão, sendo maiores nas amostras do grupo controle em relação às deterioradas. Possivelmente, as variações nos parâmetros relativos à higroscopicidade da madeira das espécies estudadas estão relacionadas ao aumento da porosidade e deterioração, principalmente da celulose e hemiceluloses, afetando diretamente a capacidade da madeira em absorver e perder umidade, comprometendo a sua qualidade

Caracterização de propriedades tecnológicas de três folhosas deterioradas por térmitas

O objetivo deste estudo foi determinar as propriedades tecnológicas das espécies florestais Corymbia maculata,Eucalyptus dunnii e Eucalyptus saligna, e verificar as modificações nas características destas madeirasapós ensaio de preferência alimentar com térmitas Nasutitermes. O ensaio de preferência alimentar foi conduzidoatravés da norma ASTM D 3345 (2008) adaptada, avaliando a perda de massa e as propriedades mecânicasno fim do período correspondente. Para obtenção dos resultados, fez-se análise da massa específicabásica (μEB), com o auxílio da norma ASTM D 143 (2014), dureza Janka nos planos tangencial e radial e omódulo de elasticidade (EC) e resistência à compressão (FC), obtidos pelo ensaio de compressão paralela àsfibras, antes e após o ataque de térmitas. Acerca das propriedades tecnológicas, verificou-se que a espécieCorymbia maculata apresentou a maior μEB (0,674g/cm³) e resistência mecânica, com os maiores valores dedureza Janka em ambos os planos anatômicos (tangencial = 664,6kgf/cm²; radial = 593,8kgf/cm²) e parâmetrosrelacionados à compressão paralela às fibras (EC = 294.873kgf/cm²; FC = 667,7 kgf/cm²). Após o ensaiocom térmitas Nasutitermes, a maior perda de massa foi observada na espécie Eucalyptus dunnii, indicandoassim a sua preferência alimentar. Estes ocasionaram decréscimos não significativos nas propriedades mecânicas,quando comparada às mensuradas antes do ensaio de preferência alimentar. A partir dos resultadosobtidos, conclui-se que a deterioração das madeiras por Nasutitermes, em conjunto com as característicasanatômicas, ocasionaram variações nas propriedades tecnológicas analisadas, contudo, as espécies Eucalyptussaligna e Corymbia maculata mostraram resistência natural elevada em relação aos cupins.Palavras-chave: preferência alimentar; Nasutitermes; deterioração da madeira; propriedades mecânicas