Desenvolvimento de compostos de coordenação para aplicação foliar e elucidação do mecanismo de absorção / Development of coordination compounds for foliar application and elucidation of the absorption mechanism

O objetivo geral desse trabalho foi desenvolver compostos de coordenação com os metais cobre, manganês, zinco, cobalto, níquel e magnésio com os aminoácidos L- ácido aspártico e glutâmico para aplicação como fertilizantes foliares e elucidação de seus prováveis mecanismos de absorção pela planta. Como plano de trabalho, pretendeu-se produzir alguns complexos metálicos com agentes complexantes que confiram características específicas: alta estabilidade termodinâmica e cinética quando comparado a quelatos usados comercialmente dos mesmos metais; alta solubilidade; compatibilidade com herbicidas e fungicidas e alta estabilidade frente a variações de pH. Os compostos foram caracterizados no estado sólido e/ou em solução aquosa, através de técnicas disponíveis em nosso laboratório, na Central Analítica do IQ-USP e/ou nos laboratórios da ICL América do Sul Ind. e Com. SA. Com o desenvolvimento dos compostos de coordenação, foram avaliados alguns parâmetros considerados imprescindíveis para garantia da qualidade do produto gerado, que foram então comparados aos de quelatos de EDTA (ácido etilenodiaminotetraacético) comercializados atualmente e que demonstraram vantagens. Para avaliar a eficiência dos produtos gerados foi realizada aplicação foliar em ao menos uma cultura e verificado o teor de cada nutriente após período de absorção e resposta produtiva, evidenciando e determinando o mecanismo de absorção realizado pela planta. Como resultado, desenvolveu-se uma série de produtos com alta tecnologia agregada que trouxeram benefícios nutricionais, sustentando uma nutrição de qualidade além de serem ecologicamente favoráveis (eco-friendly portfolio)

This project aims the development of copper, manganese, zinc, cobalt, nickel and iron metal complexes with L-amino acids aspartic and glutamic acids for application as foliar fertilizers and elucidation of the probable incorporation/absorption mechanism by plants. As a work plan, it was intended to produce these metal complexes with complexing agents that provide specific characteristics: high thermodynamic and kinetic stabilities when compared to the corresponding EDTA chelates; high solubility; compatibility with herbicides and fungicides and high stability against pH variations. With the development of such coordination compounds, some parameters considered indispensable to quality assurance were then evaluated, in comparison to that of currently available commercial EDTA chelates. To evaluate the performance of the obtained compounds, two foliar applications in the same crop were carried out. Further, the content of each nutrient after the production period and the productive capacity were evaluated, aiming to elucidate the absorption mechanism of the plant. As a result, elaborated products with high added technology were obtained, capable of ameliorating the nutritional benefits, that can support an eco-friendly portfolio

Effects of site-directed PEGylation on L-asparaginase thermostability / Efeitos da PEGuilação sítio-dirigida na termoestabilidade da L-asparaginase

The enzyme L-asparaginase (ASNase) is broadly applied as a drug to treat acute lymphoblastic leukemia, as well as in the food industry to avoid acrylamide formation in baked and fried food. In the present work, ASNase was covalently attached to polyethylene glycol (PEG) of different molecular weights (ASNase-PEG-5, ASNase-PEG-10, ASNase-PEG-20, and ASNase-PEG-40) at the N-terminal portion (monoPEGylation). Native and PEGylated forms were analyzed regarding thermodynamics and thermostability based on enzyme activity measurements. ASNase (native and PEGylated) presented maximum activity at 40 °C and denaturation followed a first-order kinetics. Based on these results, the activation energy for denaturation (E*d) was estimated and higher values were observed for PEGylated forms compared to the native ASNase, highlighting the ASNase-PEG10 with a 4.24-fold increase (48.85 kJ.mol-1) in comparison to the native form (11.52 kJ.mol-1). The enzymes were evaluated by residual activity over time (21 days) under different storage temperatures (4 and 37 °C) and the PEGylated conjugates remained stable after the 21 days. Thermodynamic parameters like enthalpy (ΔH‡), entropy (ΔS‡) and Gibbs free energy (ΔG‡) of ASNase (native and PEGylated) irreversible denaturation were also investigated. Higher - and positive - values of Gibbs free energy were found for the PEGylated conjugates (61.21 a 63.45 kJ.mol-1), indicating that the process of denaturation was not spontaneous. Enthalpy also was higher for PEGylated conjugates (18.84 a 46.08 kJ.mol-1), demonstrating the protective role of PEGylation. As for entropy, the negative values were more elevated for native ASNase (-0.149 J/mol.K), pointing out that the denaturation process enhanced the randomness and aggregation of the system, which was observed by circular dichroism. Thus, PEGylation proved its potential to increase ASNase thermostability

A enzima L-asparaginase (ASNase) é amplamente usada como medicamento para tratamento da leucemia linfoblástica aguda, bem como na indústria de alimentos para evitar a formação de acrilamida em alimentos cozidos e fritos. No presente trabalho, ASNase foi covalentemente ligada ao polímero poli(etilenoglicol) (PEG) de diferentes massas moleculares (ASNase-PEG-5, ASNase-PEG- 10, ASNase-PEG-20, and ASNase-PEG-40) na região N-terminal (monoPEGuilação) a fim de se estudar os efeitos da PEGuilação na termoestabilidade da enzima. As formas PEGuiladas e nativa foram analisadas em relação à termodinâmica e termoestabilidade a partir de atividade enzimática. A ASNase (nativa e PEGuilada) apresentou atividade máxima a 40 °C e a desnaturação ocorreu por cinética de primeira ordem. Com base nesses resultados, a energia de ativação para desnaturação (E*d) foi estimada e maiores valores foram observados para as formas PEGuiladas em comparação à enzima nativa, destacando-se a ASNase-PEG10 com aumento de 4.24 vezes (48.85 kJ.mol-1) em comparação com a forma nativa in (11.52 kJ.mol mol-1). As enzimas foram avaliadas por sua atividade residual ao longo do tempo em diferentes temperaturas de armazenamento (4 e 37 °C) e os conjugados PEGuilados mostraram-se mais estáveis após os 21 dias de ensaio. Parâmetros termodinâmicos como entalpia (ΔH‡) de desnaturação irreversível foram analisados. Valores maiores - e ), entropia (ΔS‡) de desnaturação irreversível foram analisados. Valores maiores - e ) e energia livre de Gibbs (ΔG‡) de desnaturação irreversível foram analisados. Valores maiores - e positivos - da energia livre de Gibbs foram encontrados para os conjugados PEGuilados (61.21 a 63.45 kJ.mol-1), indicando que o processo de desnaturação não ocorreu de forma espontânea. A entalpia também foi maior para os conjugados PEGuilados (18.84 a 46.08 kJ.mol-1), demonstrando o efeito protetivo da PEGuilação. Já para a entropia, os valores negativos foram mais elevados para a ASNase nativa (-0.149 J/mol.K), apontando que o processo de desnaturação aumentou a aleatoriedade e agregação do sistema, o que foi confirmado pelo dicroísmo circular. Dessa forma, a PEGuilação revelou o seu potencial de aumento de termoestabilidade para a ASNase

Salud y Enfermedad Mental: Del Corpus Hippocraticum a una aproximación termodinámica / Health and Mental Illness: From Corpus Hippocraticum to a thermodynamic approach

Se establece una relación entre conceptos básicos acerca de salud y enfermedad mental en los Tratados Hipocráticos y los elementos actuales de la termodinámica y de la cibernética, enlace que se formula a través de los aportes de autores como Maturana y Valera (autopoiesis y teleonomía) o Bergson (regularidades vs indeterminsmos). Se definen y caracterizan los fenómenos anancásticos y los estocásticos, destacándose su relación complementaria. Con un enfoque termodinámico se define a la enfermedad mental como una estructura que se impone hegemónicamente sobre el resto de las actividades mentales y consume la energía que regula el metabolismo restante de la persona afectada. Se aportan evidencias clínicas de las bondades de esta óptica, presentándose, por ejemplo, la ansiedad como una crisis entrópica y la depresión como interferencia de la teleonomía , al tiempo que los trastornos obsesivo-compulsivos son descritos desde una perspectiva cibernética. A lo largo del texto se le confiere mayor relevancia a la noción de la enfermedad mental como pathos hegemónico que absorbe recursos energéticos y disminuye las posibilidades de adaptación del afectado a su medio externo y de éxito en el afrontamiento de sus propias tensiones.

A link is traced between the basic concepts on health and mental illness in the Hippocratic Treaties and the current elements of thermodynamics and cybernetics, through the contributions of authors such as Maturana and Valera (autopoiesis and teleonomy) or Bergson (regularities vs. indeterminism). Anankastic and stochastic phenomena are defined and characterized, highlighting their complementary connection. Following a thermodynamic approach, a mental illness is defined as a structure that imposes itself on the rest of the mental activities and consumes the energy that regulates the remnants of the affected person s metabolism. Clinical evidences of the benefits of this perspective are given, presenting, for instance, anxiety as entropic crisis and depression as an interference of teleonomy , while obsessive-compulsive disorders are described from the cybernetic perspective. Throughout the text, the greatest relevance is conferred to the notion of mental illness as a hegemonic pathos that absorbs energy resources and diminishes the affected individuals possibilities of adaptation to their external environment, and of successfully coping with their own tensions.

Nucleação na formação de estruvita: estado da arte / Nucleation in the formation of struvite: state of art

RESUMO Estimativas recentes indicam que a duração de toda a reserva de rochas fosfatadas do planeta não ultrapassa 400 anos e que a produção de fertilizantes nitrogenados é insustentável energeticamente. Atualmente, o tratamento de esgoto está sendo visto como uma unidade de recuperação de recursos (água, energia e nutrientes) em vez de uma de final de tubo. Portanto, as tecnologias de recuperação devem ser priorizadas em relação às de remoção. Estruvita (fosfato de amônio e magnésio) é um cristal que pode ser produzido a partir do esgoto doméstico e tem maior eficiência agrícola do que os fertilizantes convencionais. Apesar de a cristalização ser um tema bastante estudado em todo o mundo e extremamente desenvolvido tecnologicamente, sua utilização na engenharia sanitária ainda não é comum, especialmente no Brasil. Um dos assuntos menos pesquisados na formação da estruvita é a nucleação. Portanto, o presente artigo traz uma revisão bibliográfica crítica e atual e mostra as lacunas no conhecimento sobre esse assunto.

ABSTRACT Recent estimation for the duration of global phosphate reserves does not exceed 400 years and the production of nitrogen fertilizers is energetically unsustainable. Nowadays, wastewater treatment plants have been seen as resource recovery facilities (water, energy and nutrients) instead of "end-of-pipe" utilities. Thus, nutrient-recovery technologies should be prioritized over the removal ones. Struvite (phosphate of ammonium and magnesium) is a crystal, produced from sewage, with a higher agricultural efficiency when compared to conventional fertilizers. Despite the crystallization is a topic extensively studied worldwide and highly technologically developed, its use in sanitary engineering is still not common, especially in Brazil. As the aspects related to struvite nucleation have been insufficiently studied, this paper presents a critical and updated literature review, and shows the gaps in the current knowledge about this topic.

Clinical application of thermography for energy balance in athletes - state of the art and new paradigms / Aplicação clínica da termografia para equilibrio energético em atletas - estado da arte e novos paradigmas / Aplicación clínica de la termografia para equilibrio energético en atletas - estado del arte y nuevos paradigmas

This article aims to describe the evolution of techniques that have enabled the proper application of the Laws of Thermodynamics for physical activity and athletes. The objective is to propose performance indicators to help add information to the current indices used in medicine and sports, such as the lactate threshold and maximum oxygen consumption. A number of analyses of the results obtained by the group were carried out for this purpose. Moreover, a discussion regarding which techniques would provide a better response to the measurements was analyzed. Some examples are the substitution of the treadmill running test with the stationary bicycle (known performed work), and a literature search in order to measure internal temperature more accurately. Level of Evidence V; Expert opinion.

Este artigo descreve a evolução de técnicas que possibilitaram a aplicação adequada das Leis da Termodinâmica às atividades físicas e aos atletas. O objetivo é propor indicadores de desempenho que ajudem a acrescentar informações aos índices atuais usados em medicina e nos esportes, como o limiar de lactato e o consumo máximo de oxigênio. Diversas análises dos resultados obtidos pelo grupo foram realizadas com essa finalidade. Além disso, procedeu-se à análise da discussão sobre quais técnicas proporcionariam resposta melhor às medições. Alguns exemplos são a substituição do teste de corrida em esteira pela bicicleta ergométrica (que sabidamente, pode ser usada para o trabalho), e a pesquisa da literatura para medir a temperatura interna com maior precisão. Nível de Evidência V; Opinião de especialista.

Este artículo describe la evolución de técnicas que posibilitaron la aplicación adecuada de las Leyes de la Termodinámica a las actividades físicas y a los atletas. El objetivo es proponer indicadores de desempeño que ayuden a acrecentar informaciones a los índices actuales usados en medicina y en los deportes, como el umbral de lactato y el consumo máximo de oxígeno. Fueron realizados diversos análisis de los resultados obtenidos por el grupo con esa finalidad. Además, se procedió al análisis de la discusión sobre qué técnicas proporcionarían respuesta mejor a las mediciones. Algunos ejemplos son la sustitución del test de carrera en cinta por la bicicleta ergométrica (que sabidamente, puede ser usada para el trabajo), y la investigación de la literatura para medir la temperatura interna con mayor precisión. Nivel de Evidencia V; Opinión de especialista.

In vitro rumen biohydrogenation kinetics of mixed linoleic and alfa-linolenic acids / Cinética de biohidrogenación ruminal in vitro de los ácidos linoleico y alfa-linolénico mezclados / Cinética de biohidrogenação ruminal in vitro dos ácidos linoleico e alfa-linolênico misturados

Abstract Background: Dietary linoleic (LA) and alpha-linolenic (LN) acids are extensively isomerized and hydrogenated by rumen microbes, and this activity can further contribute to the fatty acid profile of ruminant- derived food products. Objective: To evaluate the effects of LA:LN ratio in lipid supplements on the rumen biohydrogenation kinetics of LA and LN, as well as on the trans-vaccenic acid (VA) production, using an in vitro system. Methods: Rumen fluid was collected from a fistulated steer, diluted with incubation buffer, and then incubated with 500 mg of kikuyu grass (Cenchrus clandestinus) supplemented with 16.3 mg of different LA:LN mixtures (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 or 0:100). Incubations were performed in triplicate for a period of 0, 2, 4, 6, 8 or 16 hours. Differences between treatments were evaluated in a completely randomized design. Alternatively, computational chemistry was used to determine the changes in the Gibbs free energy (ΔGrxn) at 39 °C for the principal steps of LA and LN ruminal biohydrogenation. Results: Partial replacement of LA by LN decreased the VA concentration and its accumulation rate; it also increased the stearic acid concentration and the rates of transfer from LA to conjugated linoleic acid (CLA), and from CLA to VA. The conversion from CLA to VA (ΔGrxn = -2.65 kJ/mol) was more spontaneous than that from trans-11, cis-15 octadecadienoic acid (TA) to VA (ΔGrxn = -0.29 kJ/mol). Conclusion: The LA:LN ratio in lipids can modulate LA and LN biohydrogenation (BH) kinetics, as well as the VA production in the rumen.

Resumen Antecedentes: los ácidos linoleico (LA) y alfa-linolénico (LN) de la dieta son extensivamente isomerizados y biohidrogenados por los microorganismos ruminales, lo cual puede contribuir al perfil de ácidos grasos de los productos derivados de rumiantes. Objetivo: evaluar el efecto de la relación LA:LN en suplementos lipídicos sobre la cinética de biohidrogenación ruminal del LA y LN, como también sobre la producción del ácido trans-vaccénico (VA), usando un sistema in vitro. Métodos: se colectó fluido ruminal de un toro fistulado, el cual fue diluido con buffer de incubación y posteriormente incubado con 500 mg de pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) suplementado con 16,3 mg de diferentes mezclas de LA:LN (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, o 0:100). Las incubaciones fueron desarrolladas en triplicado durante 0, 2, 4, 6, 8 o 16 horas. Diferencias entre tratamientos fueron evaluadas mediante un modelo completamente al azar. Alternativamente, se determinaron los cambios en energía libre de Gibbs ( Δ Grxn) a 39 °C para los pasos principales de la biohidrogenación del LA y LN, usando química computacional. Resultados: la sustitución parcial de LA por LN disminuyó la concentración de VA y su tasa de acumulación, como también incrementó la concentración de ácido esteárico y las tasas de transferencia de LA para ácido linoleico conjugado (CLA) y de CLA para VA. La conversión de CLA para VA ( Δ Grxn = -2,65 kJ/mol) fue más espontánea que la conversión del ácido trans-11, cis-15 octadecadienóico (TA) para VA ( Δ Grxn = -0,29 kJ/mol). Conclusiones: la relación LA:LN en lípidos puede modular la cinética de biohidrogenación (BH) del LA y LN y la producción de VA en el rumen.

Resumo Antecedêntes: o ácido linoleico (LA) e alfa-linolênico (LN) da dieta, são extensivamente isomerizados e biohidrogenados pelos microorganismos do rúmen, o que pode contribuir ao perfil de ácidos graxos dos produtos derivados de ruminantes. Objetivo: avaliar o efeito da relação LA:LN em suplementos lipídicos sobre a cinética de biohidrogenação ruminal do LA e LN como também sobre a produção do ácido trans- vaccênico (VA), utilizando um sistema in vitro. Métodos: coletou-se fluido ruminal de um novilho fistulado, o qual foi diluído com tampão de incubação e, em seguida, incubado com 500 mg de pasto kikuyu (Cenchrus clandestinus) suplementado com 16,3 mg de diferentes misturas LA:LN (100:0, 75:25 , 50:50, 25:75 ou 0:100). As incubações foram desenvolvidas em triplicata, durante 0, 2, 4, 6, 8 ou 16 horas. Diferenças entre tratamentos foram avaliadas utilizando-se um delineamento inteiramente casualizado. Alternativamente, foram determinadas as mudanças em energia livre de Gibbs ( Δ Grxn) a 39 °C para as principais etapas da biohidrogenação do LA e LN, utilizando-se química computacional. Resultados: a substituição parcial de LA por LN diminuiu a concentração de VA e sua taxa de acumulação, como também aumentou a concentração de ácido esteárico e as taxas de transferência do LA para o ácido linoleico conjugado (CLA) e do CLA para VA. A conversão do CLA para VA ( Δ Grxn = -2,65 kJ/ mol) foi mais espontânea que a conversão do ácido trans-11, cis-15 octadecadienóico (TA) para VA ( Δ Grxn = -0,29 kJ/mol). Conclusões: a relação LA:LN em lipídeos pode modular a cinética de biohidrogenação (BH) do LA e LN e a produção de VA no rúmen.

El Freud cognitivo: Los conceptos de la Física en El Proyecto / Cognitive Freud: The concepts of Physics in The project

El Proyecto de Psicología para Neurólogos constituye el más enérgico intento de Freud de formular un modelo de funcionamiento psíquico en el marco de las Ciencias Naturales. Así, estudia la composición del sistema mental llegando a diferenciar la existencia de tres subsistemas neuronales y analiza los avatares de la cantidad Q, esencia de la dinámica psíquica y fundamento de la organización Yoica. El propósito de este trabajo es explicitar el uso de los conceptos provenientes de la Física de su época y la forma que tomaron en el Proyecto. Se presentan cuatro ejes: (1) La noción de sistema, estado y cambio de estado, para analizar las proposiciones metateóricas. (2) La sustentación dela dinámica psíquica en el primer y segundo principio de la Termodinámica. (3) El símil de las nociones electrodinámicas en el funcionamiento del aparato psíquico. (4) El estudio de las características ondulatorias como sustento del tercer subsistema neuronal del modelo.

The Project for a Scientific Psychology is Freud's most forceful attempt to formulate a model of psychic functioning within the framework of the natural sciences. In order to do this he defines the psychism as a system constituted by specifiable material particles, the neurons, particles subject to changes of state according to an operator of change of state conceived as an amount (Q) and on which the laws of Newton validly operate. In this way, he studies the composition of the mental system, differentiating the existence of three neuronal subsystems (Fi, Psi and Omega) and analyzing the avatars of the quantity Q as a state change operator, which is essentially the motor of the Psychicdynamics and foundation of the Ego organization organization, taking this organization as a particular state of the distribution of Q in the system. The purpose of this work is to make explicit the use of the concepts coming from the physics of that time and the form they took in the Project. This paper presents four axes: 1) The notion of system, state and change of state. Freud advocates for a Psychology defined as natural science as capable of representing phenomena as quantitatively determined states of specifiable material particles. The system is subject to state changes according toa physical and measurable change of state operator, which corresponds to the notion of quantity (Q). 2) The support of psychic dynamics in the first and second principles of thermodynamics. The tendency described in the Project as an impulse tothe discharge of the neuronal tension to zero, is heiress of a model constructed according to the first two principles of the thermodynamics. The notion of the general irreversibility of the psychic process, despite the mechanisms that retard, and even partially reverse the direction of the process, is an implicit idea on which all repetitive phenomena are based. The concept of facilitation itself involves the irreversibility of the process since it does not contemplate the possibility that mechanisms exist that may allow the reverse operation, except in the exceptional situation in which, for different reasons, the expected spontaneous sense is reversed, generating the process of regression. 3) The analogy of electrodynamics notions in the functioning of the psychic apparatus. Neurons, as conductors charged by a current flowing in a given direction, are also capable of storing a quantity of excitation, cathexis, neologism derived from the word cathode, used in physics. The idea of gradual local differences in potential is the only possible justification within the model for explaining psychic work as a product of the interrelationship between energy and work. Thus, it is difficult to say that when Freud developed his project he was not thinking of an electrodynamics model, it is difficult to imagine that he did not think of current (electron flow) when he spoke of current, or tha the did not think of physical resistances when he spoke of resistances, or that he did not think about tension when he described the storage of potential excitation, or else that he did not seek, finally, to formulate an Ohm law of neural function, when he spoke of their relations. 4) The study of the wave characteristics as the basis of the third neuronal subsystem of the model. The Project solves the problem of the quality by assigning to the currents in flow another property, the periodicity, independent of the quantity. This periodicity refers to frequency and frequency changes, which only in the Omega system become significant, because in the Psi system they do not exist, neither in Fi. These are, in Freud's words, monotonous, that is to say of uniform and constant frequency so as to give a unique tone.

Solution thermodynamics and preferential solvation of 3-chloro-N-phenyl-phthalimide in acetone + methanol mixtures / Termodinámica de soluciones y solvatación preferencial de 3-cloro-N-fenil-ftalimida en mezclas acetona + metanol

The thermodynamic properties of the 3-chloro-N-phenyl-phthalimide in acetone + methanol cosolvent mixtures were obtained from solubility data report in literature. The solubility was higher in near acetone and lower in pure methanol at all temperatures studied. A non-linear plot of ∆solnH° vs. ∆solnG° shows a negative slope from pure acetone up to x1 = 0.691. Beyond this composition, a variable positive slope is obtained with the exception of mixtures with x1 = 0.121, x1 = 0.272 and x1 = 0.356 which is a not common trend in these systems. The preferential solvation of 3-chloro-N-phenyl-phthalimide by the components of the solvents was estimated by means of the inverse Kirkwood-Buff integral method, showing the 3-chloro-Nphenyl-phthalimide is preferential solvated by methanol in more polar mixtures and by acetone in less polar ones.

Las propiedades termodinámicas de 3-cloro-N-fenil-ftalimida en mezclas cosolventes acetona + metanol fueron obtenidas a partir de los datos de solubilidad reportados en la literatura. La mayor solubilidad se presentó en acetona y la menor en metanol puro en todas las temperaturas estudiadas. La grafica ΔsolnH° vs. ΔsolnG° presenta una tendencia no lineal, con una pendiente negativa desde la acetona pura hasta x1 = 0,691 a partir de esta composición hasta el metanol puro se obtiene una pendiente positiva variable con la excepción de las mezclas con x1 = 0,121, x1 = 0,272 y x1 = 0,356, la cual es una tendencia poco común en estos sistemas. La solvatación preferencial de 3-cloro-N-fenil-ftalimida por cada uno de los solventes de la mezcla se estimó por medio del método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff mostrando que la 3-cloro-N-fenil-ftalimida se solvata preferencialmente por metanol en las mezclas más polares y por acetona en las menos polares.

Produção de proteases por fungos filamentosos isolados do cerrado do centro-oeste brasileiro / Protease production by filamentous fungi isolated from the midwestern Brazilian Cerrado

Proteases ácidas pertencem a um importante grupo de enzimas industriais produzidas por fungos filamentosos, com aplicações na indústria de alimentos, de couro, farmacêutica e de cosméticos. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a produção de proteases ácidas extracelulares de fungos filamentosos isolados do solo do cerrado do centro-oeste brasileiro. Inicialmente, foi realizada uma triagem para avaliar a capacidade de 17 linhagens de fungos quanto à produção de protease em meio de cultura contendo Agar-leite. O fungo Aspergillus foetidus foi selecionado como melhor produtor de protease ácida extracelular. Visando à otimização da produção de proteases pelo fungo selecionado, avaliou-se a influência de diversos fatores no cultivo (pH, temperatura, agitação e diferentes fontes de nitrogênio e carbono). Após essa etapa, um planejamento experimental estatístico foi realizado com as variáveis independentes temperatura, pH inicial do meio e fonte de carbono e nitrogênio. A produção máxima de protease foi encontrada (63,7 U/mL) nas condições: pH inicial do meio igual a 7,0 a 28 ºC, 150 rpm em peptona 2% (p/v). Os estudos em biorreator demonstraram produção de protease nas condições de agitação e aeração iguais à 300 rpm e 1,0 vvm, após 120 h de cultivo. Os ensaios com diferentes temperaturas para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos demonstraram que a protease ácida produzida pelo fungo é altamente estável apresentando máxima atividade em pH 5,0 e temperatura ótima igual a 55ºC. E, finalmente, para a purificação da enzima foi realizada cromatografia de gel-filtração. A enzima apresentou massa molecular de 50,6 kDa, e a análise do zimograma confirmou a atividade proteolítica. Além disso, a protease purificada foi inibida pelo composto pepstatina, indicando uma característica de protease ácida. Esses resultados obtidos demonstram um fungo filamentoso produtor de uma nova protease ácida com potencial aplicação para indústria farmacêutica e de cosméticos

The acid proteases belong to the most important group of industrial enzymes produced by filamentous fungi, with applications in the food, leather, pharmaceutical and cosmetics industries. This study aimed the evaluation of extracellular acid proteases production from filamentous fungi isolated from different samples of the midwestern Brazil cerrado. Initially, a screening was performed to assess the ability of the 17 strains of yeast for production of protease-agar medium containing milk culture. The Aspergillus foetidus was selected as the best producer. Aimed at optimizing the production of proteases by the selected fungus, first evaluated the influence of various factors on the cultivation (pH, temperatura, agitation and different sources of nitrogen and carbon). After this step, a statistical experimental design was carried out with the independent variables temperatura, initial pH of the medium and source of carbon and nitrogen. The best conditions for protease production were (63.7 U / mL): initial pH values greater than 7.0, at 28 °C, 150 rpm peptone 2% (w/v). Aiming future production of this protease in industrial scale, studies have shown better in bioreactor protease production under the conditions of agitation and aeration equal to 300 rpm and 1.0 vvm, after 120 h of cultive. The tests at different temperaturas to estimate the thermodynamic parameters showed that the acid protease produced by the fungus is highly stable with maximum activity at pH 5.0 and optimum temperatura of 55 °C. And finally, for the purification of the enzyme were performed gel-filtration chromatography. The enzyme had a molecular mass of 50.6 kDa, and the analysis of the zymogram showed a proteolytic band. Furthermore, the purified protease was inhibited by pepstatin compound, indicating a feature of acid protease. These results demonstrate a new filamentous fungus producing acid protease with potential application to pharmaceuticals and cosmetics

El conocimiento de la respiración animal como un fenómeno de combustión / The knowledge of animal respiration as a combustion phenomenon

Las diferentes etapas del largo camino hacia el conocimiento de la esencia del fenómeno de la respiración animal van desde algunos escritos del Corpus Hippocraticum y obras de Aristóteles y Galeno, quienes consideraban el corazón como fuente del calor animal, hasta autores de la edad moderna. Miguel Servet ya había planteado que el aire inspirado podía tener otras funciones además de la de enfriar la sangre. Más tarde se plantearon diferentes formas de explicación del carácter del fenómeno de la respiración animal. Hacia 1770, gracias al progreso de los conocimientos en el campo de la química, se empezó a considerar por Mayow, y después por Black, la respiración como un fenómeno de combustión. El importante tratado Méthode de nomenclature chimique, publicado en 1787 por Guyton de Morveau et al., y poco después el Traité élémentaire de chimie de A.L. Lavoisier (1789), proporcionaron un sólido sustento al pensamiento del propio Lavoisier. Así se llegó a estimar como análogos los fenómenos de respiración y de la combustión. En el siglo XIX se prosiguieron las investigaciones acerca de la respiración animal, y en el siglo siguiente ha sido posible aplicar principios de termodinámica a la biología: «termodinámica generalizada¼.

The different stages leading to knowledge of the phenomenon of animal breathing are going from some writings in Corpus Hippocraticum to Aristoteles' and Galen's works, who considered the heart as the source of the animal heat. Later, Miguel Servet suggested that the inspired air can achieve other functions besides cooling the blood. After that, different explications of the animal heat were raised. About 1770, due to progress of knowledge in the chemistry field, first Mayow and later Black began to consider the animal respiration as a combustion. The important treatise Méthode de nomenclature chimique, published by Guyton de Morveau et al. in 1787 and soon after the Traité élémentaire de chimie de Lavoisier (1789) provided a solid support to Lavoisier's thought. This way on arrived to consider analogous the respiration and combustion phenomena. Studies on the animal respiration phenomenon continued in XIX century and in the following century it was possible to apply thermodynamic principles to biology: "generalized thermodynamics".

Eficiencia y disimetría: el caso bioético de la máquina de vapor y de la idea de Carnot / Efficiency and asymmetry: the case bioethics steam and the idea of Carnot / Eficiência e dissimetria: o caso bioético da máquina a vapor e da idéia de Carnot

Sin lugar a dudas, la máquina de vapor representa un prototipo de aquellas iniciativas tecnológicas que parecían destinadas a cumplir el sueño de progreso, poder y control ilimitados. Sadi Carnot visualizó en la energía de vapor el motor universal e intuyó que de ahí en adelante el mundo irrevocablemente se fracturaría en dos: por un lado permanecerían, estáticos y atrasados, los pueblos primitivos productores de calor; por el otro, avanzarían de manera acelerada los hombres civilizados poseedores de la nueva máquina generadora de trabajo. Aún hoy, cuando el mito tecnológico del progreso ilimitado se ha roto, las brechas sociales siguen indefectiblemente vinculadas a los inventos que se traducen en una redistribución de la energía. Corresponde a la Bioética hacer visibles los ámbitos que se afectan cuando la eficiencia técnica se transmuta en valor y las disimetrías concomitantes se difunden y se amplifican por doquier...

Without doubt, the steam machine represents a prototype of those technological initiatives which seemed to be assigned to fulfill the dream of endless progress, power and control. Sadi Carnot visualized steam energy like the universal motor and sensed that from then on the world would irrevocably fall apart into two pieces: on one side the primitive folks, those heat producers, will remain static and behind; on the other side the civilized humans, those who owns the new machine which produces work, will step forward rapidly. In our days, when the technological legend of endless progress is broken, the social divisions still remains invariably linked to those inventions translated as a form of energy redistribution. Bioethics has the task to make visible the spheres to get affected when technical efficiency transmutes into a value and the concomitant asymmetries spread and grow everywhere...

Sem lugar a dúvidas, a máquina a vapor representa um protótipo daquelas iniciativas tecnológicas que pareciam destinadas a cumprir o sonho de progresso, poder e controle ilimitados. Sadi Carnot visualizou na energia a vapor o motor universal e intuiu que daí em diante o mundo irrevogavelmente se dividiria em dois: de um lado permaneceriam estáticos e atrasados os povos primitivos produtores de calor; de outro, avançariam de forma acelerada os homens civilizados possuidores da nova máquina geradora de trabalho. Ainda hoje, quando o mito tecnológico do progresso ilimitado se rompeu, as brechas sociais continuam infalivelmente vinculadas aos inventos que se traduzem em uma redistribuição da energia. Corresponde à Bioética tornar visíveis os âmbitos afetados quando a eficiência técnica se transforma em valor e as dissimetrias concomitantes se difundem e se amplificam por todos os lados...

A termodinâmica como princípio motriz do sistema imune / Thermodynamics as the driving principle behind the immune system

Nos últimos 120 anos, poucas coisas contribuíram tanto para a compreensão do funcionamento do sistema imune quanto o estudo de seu comportamento na relação hospedeiro/parasita. Apesar do avanço, algumas questões permanecem sem resposta clara, como, por exemplo: qual o objetivo do sistema imune? Qual o princípio de sua atuação? Se perguntarmos aleatoriamente, a maioria imediatamente responderá: "defender o organismo contra invasores externos", mas exatamente do que nos defendemos? Como esses invasores nos prejudicam? Quais critérios determinam o que é um invasor? Por outro lado, se o sistema imune existe para nos defender de invasores externos, como qualificar sua atuação contra processos "internos", como as neoplasias? Por que morremos de câncer? Ou de infecção? Ou mesmo: por que morremos? Essas perguntas aparentemente óbvias não são simples nem triviais e a dificuldade em respondê-las revela a complexa realidade que o sistema imune administra. O objetivo deste artigo foi articular, para o leitor, algo que ele instintivamente já sabe: que as decisões do sistema imune são tomadas segundo princípios termodinâmicos. Adicionalmente, discutiremos como esta aparente mudança de paradigma altera conceitos como saúde, doença e terapêutica.

Over the last 120 years, few things contributed more to our understanding of immune system than the study of its behavior in the host/parasite relationship. Despite the advances though, a few questions remain, such as what drives the immune system? What are its guiding principles? If we ask these questions randomly, most will immediately answer "defend the body from external threats," but what exactly do we defend ourselves from? How do these threats harm us? What criteria define what constitutes a threat? On the other hand, if the immune system evolved to defend us against external threats, how does its action against "internal" processes, such as neoplasms, qualify? Why do we die from cancer? Or from infection? Or even, why do we die at all? These apparently obvious questions are nor simple neither trivial, and the difficulty answering them reveals the complex reality that the immune system handles. The objective of this article is to articulate for the reader something that he instinctively already knows: that the decisions of the immune system are thermodynamically driven. Additionally, we will discuss how this apparent change in paradigm alters concepts such as health, disease, and therapeutics.

Thermodynamics of mixing of the β-adrenergic blocker propranolol-HCl in ethanol + water mixtures / Estudio termodinámico del proceso de mezcla del bloqueador β-adrenérgico propranolol-HCl en mezclas etanol + agua

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of propranolol hydrochloride in ethanol + water mixtures were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for this drug in these cosolvent mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, a non-linear ΔmixHº vs. ΔmixGº plot was obtained indicating different mechanisms involved in the dissolution and mixing of this drug according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

En este trabajo se estudiaron las funciones termodinámicas de mezcla de propranolol clorhidrato en mezclas etanol + agua, las cuales fueron calculadas a partir de las propiedades calorimétricas de fusión y de los valores de solubilidad en equilibrio en estas mezclas cosolventes que fueron publicados en la literatura. Mediante análisis de compensación entálpica-entrópica ΔmixHº vs. ΔmixGº se obtuvo un gráfico no lineal lo que indica la presencia de diferentes mecanismos implicados en el proceso de disolución según la composición cosolvente. Sin embargo, los eventos moleculares e iónicos involucrados en el proceso de disolución de este fármaco en este sistema cosolvente no son claros.

El peso metabólicamente activo: entre la ley de Kleiber y la segunda ley de la termodinámica / Metabolically active weight: between Kleiber's law and the second law of thermodinamics

Al plantear que los seres vivos utilizan la energía que disipan para generar su propia estructura, el Principio de Margalef relaciona la capacidad metabólica con la generación de masa corporal. El estudio de la Tasa Metabólica Basal (TMB) y el peso corporal, pueden ayudar a observar la relación propuesta. La capacidad de disipar energía contribuye a generar una creciente estructura, a la vez que declina con el tiempo. En ese marco, la precisión del concepto de peso metabólicamente activo es fundamental. La dinámica de la relación entre estas dos variables, puede colaborar en la comprensión de ciertos aspectos fundamentales de los seres vivos. Y la adecuada definición del peso metabólicamente activo puede influir sobre aspectos clínicos de esta relación.

In arguing that living things use their dissipated energy to generate their own structure, the Margalef principle relates metabolic capacity to body mass. By studying the Basal Metabolic Rate (BMR) and body weight we can observe the proposed relationship. The ability to dissipate energy contributes to a growing structure and declines over time. In this context, the accuracy of the concept of metabolically active weight is fundamental. The dynamics of the relationship between these two variables may contribute to an understanding of fundamental aspects of living organisms. In addition, a proper definition of the metabolically active weight may influence the clinical aspects of this relationships.

La energía como un Leitmotiv para la bioética global: UM LEITMOTIV PARA A BIOÉTICA GLOBAL / The enrgy as a lleitmotiv for the global bieethics / ENERGÍA

La comprensión adecuada de la bioética global requiere entender el callejón sin salida del actual paradigma de civilización, anclado al despliegue ilimitado del paradigma baconiano, a fin de superar la crisis presente de civilización. Por tanto, este artículo procura mostrar la posibilidad de tal comprensión por la vía del concepto de energía como leitmotiv clave a fin de purgar la bioética global de contaminaciones ideológicas indeseables.

The adequate comprehension of the global bioethics requires understanding the blind alley of the present-day paradigm of civilization, which is anchored to the unlimited unfolding of Francis Bacon's paradigm, so as to overcome the current crisis of our civilization. Therefore, this article tries to demonstrate the possibility of such a comprehension by means of the concept of energy as a key fundamental theme in order to purge the global bioethics of undesirable ideological corruptions.

A compreensão adequada da bioética global requer entender o ponto morto do atual paradigma de civilização, atado ao credo baconiano ilimitado, a fim de superar a crise da nossa civilização. Portanto, este artigo tenta mostrar a possibilidade de tal entendimento por meio do conceito de energia como tema fundamental para eliminar da bioética global a poluição ideológica indesejável.

Thermodynamics of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride in ethanol + water cosolvent mixtures / Estudio termodinámico del proceso de mezcla de naproxeno sódico y procaína clorhidrato en mezclas cosolventes etanol + agua

Thermodynamic functions Gibbs energy, enthalpy, and entropy of mixing of sodium naproxen and procaine hydrochloride were evaluated. Mixing quantities were calculated based on fusion calorimetric values obtained from differential scanning calorimetry measurements and equilibrium solubility values reported in the literature for both drugs in ethanol + water mixtures. By means of enthalpy-entropy compensation analysis, non-linear Hmix 0 vs. Gmix 0 plots were obtained which indicates different mechanisms involved in the dissolution of these drugs according to mixtures composition. Nevertheless, the molecular and ionic events involved in the dissolution of this drug in this cosolvent system are unclear.

En este trabajo se estudiaron las funciones termodinámicas de mezcla de naproxeno sódico y procaína clorhidrato las cuales fueron calculadas a partir de las propiedades calorimétricas de fusión y de los valores de solubilidad en equilibrio en mezclas etanol + agua publicados en la literatura. Mediante análisis de compensación entálpica- entrópica se obtienen gráficos no lineales de Hmix 0 vs. Gmix 0 indicando diferentesmecanismos en el proceso de disolución según la composición cosolvente. Sin embargo, los eventos moleculares e iónicos involucrados en el proceso de disolución de este fármaco en este sistema cosolvente no son claros.

Apparent molar volumes of the anesthetic drugs procaine-HCl and lidocaine-HCl in water at temperatures from 278.15 to 313.15 K / Volúmenes molares aparentes de los anestésicos procaína-HCl y lidocaína-HCl en agua a temperaturas entre 278.15 y 313.15 K

Lidocaine-HCl and procaine-HCl are local anesthetic drugs widely used in minor chirurgic procedures, nevertheless, physicochemical information about their volumetric behavior, as well as for other aqueous properties, is not complete at present. In this context, in this article, densities of aqueous solutions of both drugs have been measured as a function of concentration (from 0.0500 to 0.5000) mol kg–1 at several temperatures, i.e. 278.15, 283.15, 288.15, 293.15, 298.15, 303.15, 308.15, and 313.15 K. The apparent molar volumes and partial molar volumes at infinite dilution for the electrolyte drugs were calculated, whereas, the partial molar volumes at infinite dilution and partial molar expansibilities for the molecular forms were also calculated. The dependence of these properties with temperature is shown. The results are interpreted in terms of interaction solute-solvent.

La lidocaína-HCl y procaína-HCl son anestésicos locales ampliamente usados en procedimientos quirúrgicos menores, sin embargo la información fisicoquímica acerca de su comportamiento volumétrico, así como de otras propiedades fisicoquímicas, aún es incompleta en la actualidad. Por esta razón, en este artículo se presentan los valores de densidad de algunas soluciones acuosas de estos dos fármacos en función de la concentración (desde 0,0500 hasta 0,5000) mol kg–1 a diferentes temperaturas (278,15, 283,15, 288,15, 293,15, 298,15, 303,15, 308,15 y 313,15 K). Así mismo se presentan los volúmenes molares aparentes y volúmenes molares parciales a dilución infinita de los fármacos como electrolitos, y de otro lado, los volúmenes molares parciales a dilución infinita de los fármacos moleculares y las expansibilidades molares, los cuales fueron calculados a partir de los valores de densidad y composición de las mezclas. Los resultados obtenidos se interpretan en términos de interacciones soluto-solvente.

Concepções da economia ecológica: suas relações com a economia dominante e a economia ambiental / Concepts of ecological economics: its relations with the dominant economy and environmental economics

O trabalho aborda as relações natureza-sociedade com o propósito de ampliar o leque das teorias socioambientais disponíveis. Faz rápida revisão e avaliação crítica do pensamento econômico tradicional diante da dimensão ambiental do processo econômico. Mostra o esforço de se incorporar o meio ambiente ao modelo econômico e trata da atividade econômica sob a restrição ambiental. Introduz a perspectiva da economia ecológica e sua abordagem transdisciplinar, explorando implicações da visão integradora dela decorrente. Conclui com uma apreciação de tendências no pensamento econômico-ecológico, lembrando nomes que as representam, com ênfase em Nicholas Georgescu-Roegen.

The paper deals with nature-society relationships with a view to enlarge the scope of available socio-environmental theories. It makes a review and critical evaluation of traditional economic thought in front of the environmental dimension of the economic process. It shows the effort to incorporate the environment into the economic model and explores the perspective of the economy under environmental restrictions. It introduces the notion of ecological economics and its transdisciplinary approach, examining some implications of its integrating view. It closes with an appreciation of tendencies in economic-ecological thinking, suggesting some names that represent them, with an emphasis on Nicholas Georgescu-Roegen.

Gibbs energy of transfer processes for the antimicrobial agent Triclosan from water to some organic solvents at 25.0 °C

The thermodynamic function Gibbs energy for the dissolution processes of triclosan (TS) was calculated from solubility values obtained at 25.0 °C in organic solvents with different hydrogen-bonding capability. TS solubility was determined in ethanol, octanol, water-saturated octanol, isopropyl myristate, chloroform, and heptane. The excess Gibbs energy and the activity coefficients of the solute were also calculated. In addition, the corresponding Gibbs energies of the drug transfer process from water to the organic solvents under investigation were also calculated by means of previous reports. In all cases, this thermodynamic property comprised a negative value, indicating the preference of TS for all the organic media evaluated.

En este trabajo se presentan las energías de Gibbs para los procesos de disolución del triclosan (TS) en solventes orgánicos de diferente capacidad de formación de enlace de hidrógeno, las cuales fueron calculadas a partir de los valores de solubilidad a 25,0 °C. La solubilidad del TS se determinó en etanol, octanol, octanol saturado de agua, miristato de isopropilo, cloroformo, y heptano. Así mismo se calcularon las energías de Gibbs de exceso y los coeficientes de actividad del soluto en los mismos solventes. Adicionalmente, mediante el uso de valores previamente reportados en la literatura, se calcularon las energías de Gibbs de transferencia del TS desde el agua hasta los solventes orgánicos comprendidos en el estudio. En todos los casos, esta propiedad termodinámica fue negativa demostrando la preferencia del TS por los medios orgánicos evaluados.

Dinâmica não-linear e psiquiatria: a natureza dinâmica das doenças mentais / Dinámica no linear y psiquiatría: la naturaleza dinámica de las enfermedades mentales / La dynamique non linéaire et la psychiatrie: la nature dynamique des maladies mentales / Nonlinear dynamics and psychiatry: the dynamic nature of mental disorders

A psiquiatria moderna adotou a postura reducionista de associar psicopatologia à fisiologia sináptica. Isto produziu avanços importantes na farmacoterapia dos transtornos mentais. Entretanto, a introdução de princípios da dinâmica não-linear promoveu uma mudança do enfoque sináptico para o enfoque das vias específicas patologicamente autônomas envolvidas nos fenômenos psicopatológicos. Esta tendência teve início nos anos 1990 e trouxe um conceito mais sistêmico de fisiopatologia e tratamento em psiquiatria.

La psiquiatría moderna adopto la postura reduccionista de asociar psicopatología a la fisiología sináptica. Ese hecho produjo avances importantes en la farmacoterapia de los trastornos mentales. De todos modos, la introducción de principios de la dinámica no linear promovió un cambio del enfoque sináptico para el enfoque de las vías específicas patológicamente autónomas envueltas en los fenómenos psicopatológicos. Esta tendencia tuvo inicio en los años 90 y trajo un concepto más sistémico de fisiología y de tratamiento en psiquiatría.

La psychiatrie moderne a adopté une position réductionniste qui associe la psychopathologie à la physiologie synaptique, ce qui se trouve à l'origine d'importants progrès en pharmacothérapie des troubles mentaux. Cependant, l'introduction de principes de la dynamique non linéaire a provoqué un déplacement de l'accent synaptique vers l'accent sur les voies spécifiques pathologiquement autonomes impliquées dans les phénomènes psychopathologiques. Cette tendance a surgit au début des années 90 et a apporté un concept plus systémique de la physiopathologie et du traitement en psychiatrie.

Modern psychiatry was built on the association between psychopathology and synaptic physiology. This brought about important advances in the pharmacotherapy of mental illness. However, the introduction of the principles of nonlinear dynamics changed the focus on synaptic aspects into a focus on specific and pathologically autonomous approaches involved in psychopathologal phenomena. This trend began in the 1990s and brought in more systemic concepts of physiopathology and psychiatric treatment.