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1.
Univ. sci ; 24(1): 1-31, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014751

RESUMEN

Abstract Thermal behaviour of pine needles (Pinus Roxburghii) is examined through a thermogravimetry technique. The dried samples of pine needles undergo the non-isothermal decomposition at temperature range of 308-1173 K. The heating rates used for experimental purposes are: 5 ◦ C min-1, 10 ◦ C min-1 and 15 ◦ C min-1. Kinetic parameters of thermal decomposition reactions of pine needles are obtained through the model-free schemes. The estimated values of activation energy and frequency factor derived from Kissinger method are 132.77 kJ mol-1 and 13.15 x 107 min-1, respectively. Furthermore, the averaged values of the same kinetics parameters retrieved from the isoconversional methods are 82.38 kJ mol-1 and 74.833 kJ mol-1, 25.42 x 1013 min-1 and 13.449 x 1010 min-1, respectively. Instead of the Flynn-Wall- Ozawa (FWO) and Kissinger- Akahira- Sunrose (KAS) schemes, the kinetic parameters derived from the Kissinger method are relatively promising for the thermal decomposition process, since the kinetic parameters are highly affected by intermediate stages and overlapping of the concurrent reaction occurred during pyrolysis.


Resumen Se examina el comportamiento térmico de las agujas de pino (Pinus roxburghii) a través de la técnica de termogravimetría. Las muestras secas de las agujas de pino se someten a una descomposición no isotérmica en un rango de temperatura de 308-1173 K. Las tasas de calentamiento usadas para los propósitos experimentales son: 5 °C min-1, 10 °C min-1 y 15 °C min-1. Los parámetros cinéticos de las reacciones de descomposición térmica de las agujas de pino se obtuvieron a través de esquemas de modelo libre. Los valores estimados de la energía de activación y el factor de frecuencia derivado del método Kissinger son: 132.77 kJ mol-1 y 13.15 x 107 min-1, respectivamente. Por otra parte, los valores promediados de los mismos parámetros cinéticos recuperados por los métodos isoconversionales son 82.38 kJ mol-1 y 74.833 kJ mol-1, 25.42 x 1013 min-1 y 13.449 x 1010 min-1, respectivamente. A diferencia de los esquemas Flynn-Wall-Ozawa (FWO) y Kissinger-Akahira-Sunrose (KAS), los parámetros cinéticos derivados del método Kissinger son relativamente promisorios para los procesos de descomposición térmica, ya que estos parámetros se afectan grandemente por los estados intermedios y la superposición de la reacción concurrente que ocurre durante la pirólisis.


Resumo O comportamento térmico de agulhas de pinheiro (Pinus roxburghii) foi examinado por meio da técnica de gravimetria. As amostras secas das agulhas de pinheiro se submeteram a uma decomposição não-isotérmica em uma faixa de temperatura de 308-1173 K. As taxas de aquecimento usadas para propósitos experimentais foram: 5 °C min-1, 10 °C min-1 e 15 °C min-1. Os parâmetros cinéticos das reações de decomposição térmica das agulhas de pinheiro se obtiveram por meio de esquemas de modelo livre. Os valores estimados da energia de ativação e o fator de frequência derivado do método Kissinger são: 132.77 kJ mol-1 e 13.15 x 107 min-1, respectivamente. Adicionalmente, os valores médios dos mesmos parâmetros cinéticos recuperados pelos métodos isoconversionais são 82.38 kJ mol-1 e 74.833 kJ mol-1, 25.42 x 1013 min-1 y 13.449 x 1010 min-1, respectivamente. Diferentemente dos esquemas Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunrose (KAS), os parâmetros cine'ticos derivados do método Kissinger são relativamente promissórios para os processos de decomposição térmica, já que estes parâmetros são altamente afetados pelos estados intermediários e sobreposição da reação concorrente que ocorre durante a pirólise.

2.
Univ. sci ; 24(1): 33-48, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014752

RESUMEN

Abstract Tithonia diversifolia is a robust shrub that has high ecological plasticity and adaptability, high capacity of nutrient absorption and high nutrient contents. These characteristics make Tithonia diversifolia be considered as a multi-purpose plant, such as for animal feed, soil decontamination and soil restorer. Likewise, it is a plant with high ecological plasticity and adaptability. The study of the nutrient absorption and the fertilization represent an important advance in the development of productive systems focused on maximizing forage productivity, which guarantees the soil sustainability. Based on this, a split plot design was conducted to study the effects of different levels of fertilization. The results showed an impact of the elements and levels of fertilization on the nutrient absorption capacity, finding that the elements that were incorporated in the fertilization increase the foliar contents and the nutrient absorption in the plant.


Resumen Tithonia diversifolia es un arbusto robusto que tiene alta plasticidad ecológica y adaptabilidad, alta capacidad de absorción de nutrientes y alto contenido de nutrientes. Estas características hacen que Tithonia diversifolia sea considerada una planta multipropósito, tanto para alimento animal como para descontaminación y restauración del suelo. El estudio de la absorción de nutrientes y la fertilización representa un avance importante en el desarrollo de sistemas productivos enfocados en la maximización de la productividad de forraje, lo cual garantiza la sostenibilidad del suelo. Con base en esto, se llevó a cabo un diseño experimental de parcelas divididas con el fin de estudiar los efectos de diferentes niveles de fertilización. Los resultados mostraron un impacto de los elementos y los niveles de fertilización en la capacidad de absorción de nutrientes; se encontró que los elementos que fueron incorporados en la fertilización incrementan los contenidos foliares y la absorción de nutrientes en la planta.


Resumo Tithonia diversifolia é um arbusto robusto que tem alta plasticidade ecológica e adaptabilidade, alta capacidade de absorção de nutrientes e alto conteúdo de nutrientes. Estas características fazem com que Tithonia diversifolia seja considerada uma planta multipropósito, tanto para alimento animal como para descontaminação e restauração do solo. O estudo da absorção de nutrientes e da fertilização representa um avance importante no desenvolvimento de sistemas produtivos enfocados na otimizacao da produtividade de forragem, o que garante a sustentabilidade do solo. Baseado em esto, se realizou um desenho experimental de parcelas divididas com a finalidade de estudar os efeitos de diferentes níveis de fertilização. Os resultados mostraram um impacto dos elementos e dos níveis de fertilização na capacidade de absorção de nutrientes. Se encontrou que os elementos que foram incorporados na fertilização incrementam os conteúdos foliares e a absorção de nutrientes na planta.

3.
Univ. sci ; 24(1): 49-72, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014753

RESUMEN

Abstract This study proposes in vivo tests and design of experiments to determine the influence of experimental factors on the mechanical response of the soft tissue. The experimental factors considered are: room temperature (A), indentation velocity (B), indenter temperature (C), pump pressure (D) and muscle activation (E). An inverse method was developed to obtain the constants for constitutive equations of a multilayer biological model (skin, hypodermis, and muscle) through the use of indentation tests in combination with a finite element method. For each combination of the experimental factors, two groups of constants were established from the inverse method. Sixteen combinations of experimental conditions and their corresponding constants for the Mooney-Rivlin constitutive equations were obtained to be used in further numerical models. The factor D and factor interactions ADE, CDE, and ACDE were statistically significant with respect to skin mechanical response. Therefore, it can be concluded that there is not a current equation able to represent the mechanical properties of the skin under all the experimental conditions considered in this study


Resumen Este estudio propone pruebas in vivo y diseño de experimentos para determinar la influencia de los factores experimentales en la respuesta mecánica de tejidos blandos. Los factores experimentales considerados son: temperatura ambiente (A) velocidad de indentación (B), temperatura del indentador (C), presión de bombeo (D) y activación muscular (E). Se desarrolló un método inverso con el fin de obtener las constantes para las ecuaciones constitutivas de un modelo biológico de multicapa (piel, hipodermis y músculo) a través del uso de pruebas de indentación en combinación con el método del elemento finito. Para cada combinación de los factores experimentales, se establecieron dos grupos de constantes del método inverso. Se obtuvieron dieciséis combinaciones de condiciones experimentales y sus correspondientes constantes para las ecuaciones constitutivas de Moorney-Rivlin, que se pueden usar en futuros modelos numéricos. El factor D y las interacciones de los factores ADE, CDE y ACDE fueron estadísticamente significativas con respecto a la respuesta mecánica de la piel. En consecuencia, se puede concluir que no hay actualmente una ecuación capaz de representar las propiedades mecánicas de la piel bajo las condiciones experimentales consideradas en este estudio.


Resumo Este estudo propõe ensaios in vivo e desenho de experimentos para determinar a influência dos fatores experimentais na resposta mecânica de tecidos moles. Os fatores experimentais considerados são: temperatura ambiente (A), velocidade de indentação (B), temperatura de indentação (C), pressão de bomba (D) e ativação muscular (E). Desenvolveu-se um método invertido com o fim de obter as constantes para a equação constitutivas de um modelo biológico de multicapa (pele, hipoderme e músculo) por meio do uso de ensaios de indentacao em combinação com o método do elemento finito. Para cada combinação dos fatores experimentais, se estabeleceram dois grupos de constantes do método inverso. Obtiveram-se dezesseis combinações de condições experimentais e suas constantes correspondentes para as equações constitutivas de Mooney- Rivlin, que podem ser usadas em futuros modelos numéricos. O fator D e as interações dos fatores ADE, CDE e ACDE foram estatisticamente significativas com respeito a resposta mecânica da pele. Assim sendo, se pode concluir que não há atualmente uma equação capaz de representar as propriedades mecânicas da pele baixo as condições experimentais consideradas neste estudo.

4.
Univ. sci ; 24(1): 73-89, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014754

RESUMEN

Abstract In this study Bacillus cereus was used to evaluate the Cr6+ reducing capacity in electroplating effluents. The Cr6+ bioreduction assays were carried out using real wastewater (RWW) from an electroplating plant and artificial wastewater (AWW), with and without added glucose. The AWW was prepared using Ni, Zn, Cu, Pb, and Cr salts, simulating RWW concentrations. The Cr6+ concentration and bacterial growth were monitored three times a day for the duration of five days. Also, were evaluated the effects of wastewater on B. cereus B1 morphology using scanning electron microscopy. Cr6+ reduction percentage of 100 % was reached for AWW containing glucose, of 71 % for AWW without glucose, of 75.6 % for RWW with glucose, and of 31.7 % for RWW without glucose. Despite the low reduction percentage obtained for RWW without glucose, concentrations of ± 0.14 mg/L of Cr6+ were reached, which were within allowed limits (0.5 mg/L of Cr6+ ). Electron Microscopy showed alterations in the bacterial cell wall and a decrease in size, mainly in the bacteria exposed to RWW. The results allow us to propose B. cereus B1 as a promising microorganism for use in the bioremediation of effluents containing Cr6+.


Resumen En este estudio se utilizó Bacillus cereus para evaluar la capacidad de reducción de Cr6+ en efluentes de galvanoplastia. Los ensayos de biorreducción de Cr6+ se llevaron a cabo usando agua residual real (RWW) proveniente de una planta de galvanoplastia, y agua residual artificial (AWW), con y sin adición de glucosa. El AWW se preparó usando sales de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentraciones de RWW. La concentración de Cr6+ y el crecimiento bacteriano se monitorearon 3 veces al día durante 5 días. También se evaluaron los efectos del agua residual en la morfología de B. cereus B1, usando microscopía electrónica de barrido. Se alcanzó una reducción del 100 % en AWW con glucosa, de 71 % en AWW sin glucosa, de 75.6 % en RWW con glucosa y de 31.7 % en RWW sin glucosa. A pesar del bajo porcentaje de reducción obtenido en RWW con glucosa, se alcanzaron concentraciones de ± 0.14 mg/L of Cr6+, que están dentro de los límites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). La microscopía electrónica mostró alteraciones en la pared de la célula bacteriana y una disminución en tamaño, principalmente en las bacterias expuestas a RWW. Los resultados nos permiten proponer a B. cereus B1 como un microorganismo promisorio para uso en biorremediación de efluentes que contengan Cr6+.


Resumo Neste estudo se utilizou Bacillus cereus para avaliar a capacidade de redução do Cr6+ em efluentes de galvanoplastia. Os ensaios de biorredução de Cr6+ se realizaram usando água residual real (RWW) proveniente de uma planta de galvanoplastia, e água residual artificial (AWW), com e sem adição de glicose. A AWW se preparou usando sais de Ni, Zn, Cu, Pb y Cr, simulando concentrações de RWW. As concentrações de Cr6+ e o crescimento bacteriano se monitoram 3 vezes ao dia durante 5 dias. Também se avaliaram os efeitos da água residual na morfologia de B. cereus B1, usando microscopia eletrônica de varredura. Obteve- se uma redução de 100 % em AWW com glicose, de 71 % em AWW sem glicose, de 75.6 % em RWW com glicose e de 31.7 % em RWW sem glicose. A pesar do baixo percentual de redução obtido em RWW sem glicose, alcançaram-se concentrações de ± 0.14 mg/L de Cr6+, que estão dentro dos limites permitidos (0.5 mg/L de Cr6+). A microscopia eletrônica de varredura mostrou alterações na parede da célula bacteriana e uma diminuição no tamanho, principalmente nas bactérias expostas a RWW. Os resultados nos permitiram propor a B. cereus B1 como um microrganismo promissório para o uso em biorremediação de efluentes que contenham Cr6+.

5.
Univ. sci ; 24(1): 91-109, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014755

RESUMEN

Abstract Identifying naturally existing abiotic-stress tolerant accessions in cereal crops is central to understanding plant responses towards stress. Salinity is an abiotic stressor that limits crop yields. Salt stress triggers major physiological changes in plants, but individual plants may perform differently under salt stress. In the present study, 112 barley accessions were grown under controlled salt stress conditions (1 Sm-1 salinity) until harvest. The accessions were then analyzed for set of agronomic and physiological traits. Under salt stress, less than 5 % of the assessed accessions (CIHO6969, PI63926, PI295960, and PI531867) displayed early flowering. Only two (< 2 %) of the accessions (PI327671 and PI383011) attained higher fresh and dry weight, and a better yield under salt stress. Higher K+ /Na+ ratios were maintained by four accessions PI531999, PI356780, PI452343, and PI532041. These top-performing accessions constitute naturally existing variants within barley's gene pool that will be instrumental to deepen our understanding of abiotic-stress tolerance in crops.


Resumen La identificación de accesiones existentes en condiciones naturales que sean tolerantes al estrés abiótico en cultivos de cereales es fundamental para entender las respuestas al estrés. La salinidad es un factor de estrés abiótico que limita el rendimiento de los cultivos. El estrés por salinidad desencadena importantes cambios fisiológicos en las plantas, pero plantas individuales pueden comportarse diferencialmente bajo este tipo de estrés. En el presente estudio se hicieron crecer 112 accesiones de cebada bajo condiciones controladas de estrés por salinidad (1 Sm-1 salinidad) hasta la cosecha. Posteriormente las accesiones se analizaron para determinar sus caracteres agronómicos y fisiológicos. Bajo condiciones de estrés por salinidad, menos del 5 % de las accesiones estudiadas (CIHO6969, PI63926, PI295960 y PI531867) mostraron floración temprana. Solamente dos (< 2 %) de las accesiones (PI327671 y PI383011) alcanzaron mayores pesos fresco y seco y un mayor rendimiento bajo estrés por salinidad. Se mantuvieron mayores proporciones K+/Na+ en cuatro accesiones PI531999, PI356780, PI452343 y PI532041. Estas accesiones que tuvieron el mejor rendimiento constituyen las variantes existentes en condiciones naturales dentro del acervo genético de la cebada, que pueden ser instrumentos para profundizar en nuestro entendimiento de la tolerancia de los cultivos al estrés abiótico.


Resumo A identificação de acessões existentes em condições naturais que sejam tolerantes ao estresse abiótico em culturas de cereais é fundamental para entender a resposta ao estresse. A salinidade é um fator de estresse abiótico que limita o rendimento das culturas. O estresse por salinidade desencadeia importantes mudanças fisiológicas nas plantas, no entanto, plantas individuais podem se comportar diferentemente sob este tipo de estresse. No presente estudo 112 acessões de cevada foram cultivadas sob condições controladas de estresse por salinidade (1 Sm-1 salinidade) até a colheita. Porteriormente, as acessões foram analizadas para determinar suas características agronômicas e fisiológicas. Sob condições de estresse por salinidade, menos de 5 % das acessões estudadas (CIHO6969, PI63926, PI295960 e PI531867) mostraram floração prematura. Somente duas (< 2 %) acessões (PI327671 e PI383011) atingiram maiores pesos frescos e secos e um maior redimento sob estresse por salinidade. As maiores proporções K+/Na+ foram mantidas em quatro acessões PI531999, PI356780, PI452343 e PI532041. As acessões com maior rendimento constituem as variantes existentes em condições naturais dentro do fundo genético da cevada, que podem ser instrumentos para aprofundar no nosso entendimento da tolerância dos cultivos ao estresse biológico.

6.
Univ. sci ; 24(1): 111-133, Jan-Apr. 2019. graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014756

RESUMEN

Abstract Cape gooseberry (Physalis peruviana, L.) is a herbaceous plant belonging to the Solanaceae family that produces an edible berry appreciated for its nutraceutical and pharmaceutical properties. Its production is often limited by diseases and reproducible fruit quality. Recent studies have reported genes associated with fruit quality and resistance response to the root-infecting fungus Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,) which causes vascular wilt. In order to standardize a method to validate the biological function of candidate genes in the non-model species P. peruviana, we tested the robust approach in reverse genetics, virus-induced gene silencing (VIGS). In this study, we validated and optimized VIGS using an insert of the phytoene desaturase (PDS) gene in a silencing viral vector generated from tobacco rattle virus (TRV). Leaves infiltrated with Agrobacterium (GV3101 strain) showed photo-bleached segments, which were distinctive for PDS suppression at 7 days post-infection (dpi). More than half of the treated plants showed photo-bleaching, indicating an efficiency rate of 50 % of the VIGS protocol. The results of this study showed that VIGS can be used for future functional gene characterization implicated in the immune response, disease resistance and fruit quality in capegooseberry.


Resumo A physalis (Physalis peruviana, L.) é uma planta herbácea pertencente à família Solanaceae, que produz uma baga comestível apreciada por suas propriedades nutracêuticas e farmacêuticas. Sua produção com frequência se vê limitada devido a enfermidades e baixa reprodutibilidade na qualidade do fruto. Estudos recentes reportaram genes associados com a qualidade do fruto e com a resposta de resistência ao fungo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph.), que causa esmorecimento vascular. Com a finalidade de padronizar um método para validar a função biológica de genes candidatos na espécie não-modelo P. p ruviana, avaliamos uma aproximação robusta em genética invertida, o sil nciamento de genes induzidos por vírus (VIGS). Neste estudo, validamos e otimizamos o VIGS usando um inserto da fitoeno desaturase (PDS) em um vetor viral de silenciamento produzido a partir do vírus do chocalho do tabaco (TRV). As folhas infiltradas com Agrobacterium (cepa GV3101) mostraram segmentos fotobranqueados, que foram distintivos para a supressão de PDS a 7 dias pós-infecção (dpi). Mais da metade das plantas tratadas mostraram fotobranqueamento, o que indica uma taxa de eficiência de 50 % do procotolo VIGS. Os resultados de este estudo mostraram que o VIGS pode ser usado em caracterizações futuras de genes funcionais implicados na resposta imune, na resistência a enfermidades e na qualidade do fruto de physalis.


Resumen La uchuva (Physalis peruviana, L.) es una planta herbácea perteneciente a la familia de las solanáceas, que produce una baya comestible apreciada por sus propiedades nutracéuticas y farmacéuticas. Su producción con frecuencia se ve limitada debido a enfermedades y a falta de reproducibilidad en la calidad del fruto. Estudios recientes han reportado genes asociados con la calidad del fruto y con la respuesta de resistencia al hongo radicular Fusarium oxysporum f. sp. physali (Foph,), que causa marchitamiento vascular. Con el fin de estandarizar un método para validar la función biológica de genes candidatos en la especie no-modelo P. peruviana, evaluamos la aproximación robusta en genética inversa, el silenciamiento génico inducido por virus (VIGS). En este estudio, validamos y optimizamos el VIGS usando un inserto de la fitoeno desaturasa (PDS) en un vector viral de silenciamiento producido a partir del virus del cascabeleo del tabaco (TRV). Las hojas infiltradas con Agrobacterium (cepa GV3101) mostraron segmentos fotoblanqueados, que fueron distintivos para la supresión de PDS a 7 días pos-infeccion (dpi). Más de la mitad de las plantas tratadas mostraron fotoblanqueo, lo cual indica una tasa de eficiencia del 50 % del protocolo VIGS. Los resultados de este estudio mostraron que el VIGS se puede usar en futuras caracterizaciones de genes funcionales implicados en la respuesta inmune, la resistencia a enfermedad y la calidad del fruto en la uchuva.

7.
Univ. sci ; 24(1): 135-163, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014757

RESUMEN

Abstract Population growth and urbanization pose a greater pressure for the treatment of drinking water. Additionally, different treatment units, such as decanters and filters, accumulate high concentrations of iron (Fe) and manganese (Mn), which in many cases can be discharged into the environment without any treatment when maintenance is performed. Therefore, this paper evaluates the effectiveness of vertical subsurface wetlands for Fe and Mn removal from wastewater in drinking water treatment plants, taking a pilot scale wetland with an ascending gravel bed with two types of plants: C. esculenta and P. australis in El Hormiguero (Cali, Colombia), as an example. The pilot system had three upstream vertical wetlands, two of them planted and the third one without a plant used as a control. The wetlands were arranged in parallel and each formed by three gravel beds of different diameter. The results showed no significant difference for the percentage of removal in the three wetlands for turbidity (98 %), Fe (90 %), dissolved Fe (97 %) and Mn (98 %). The dissolved oxygen presented a significant difference between the planted wetlands and the control. C. esculenta had the highest concentration of Fe in the root with (103.5 ± 20.8) μg/g; while P australis had the highest average of Fe concentrations in leaves and stem with (45.7 ± 24) μg/g and (41.4 ± 9.1) μg/g, respectively. It is concluded that subsurface wetlands can be an interesting alternative for wastewater treatment in the maintenance of drinking water treatment plants. However, more research is needed for the use of vegetation or some technologies for the removal or reduction of the pollutant load in wetlands, since each drinking water treatment plant will require a treatment system for wastewater, which in turn requires a wastewater treatment system as well


Resumen El crecimiento de la población y la urbanización imponen una mayor presión al tratamiento de agua potable. Por otra parte, las diferentes unidades de tratamiento, como decantadores y filtros, acumulan altas concentraciones de hierro (Fe) y manganeso (Mn), las cuales, en muchos casos, son descargadas en el ambiente sin ningún tratamiento cuando se hace mantenimiento. Este artículo evalúa la efectividad de humedales subsuperficiales de flujo vertical para la remoción de Fe y Mn provenientes de agua residual en plantas de tratamiento de agua potable, tomando como ejemplo un humedal de flujo ascendente a escala piloto, con un lecho de grava y dos tipos de plantas: C. esculenta y P. australis en El Hormiguero (Cali, Colombia). El sistema piloto consistió en tres humedales verticales de flujo ascendente, dos de ellos plantados y el tercero sin plantas, como control. Los humedales se organizaron en paralelo, cada uno formado por tres lechos de grava de diferente diámetro. Los resultados mostraron que no hubo diferencia significativa en el porcentaje de remoción en los tres humedales para turbidez (98 %), Fe (90 %), Fe disuelto (97 %) y Mn (98 %). El oxígeno disuelto presentó una diferencia significativa entre los humedales plantados y el control. C. esculenta tuvo la concentración más alta de Fe en la raíz, con (103.5 ± 20.8) μg/g; mientras que P. australis tuvo el promedio más alto de concentraciones de Fe en hojas y tallos, con (45.7 ± 24) μg/g y (41.4 ± 9.1) μg/g, respectivamente. Se concluye que los humedales subsuperficiales pueden ser una alternativa interesante para el tratamiento de aguas residuales en el mantenimiento de plantas de tratamiento de agua potable. Sin embargo, se requiere más investigación sobre el uso de vegetación u otras tecnologías para la remoción o reducción de la carga contaminante en humedales, ya que cada planta de tratamiento de agua potable o su sistema de tratamiento de aguas residuales con humedales mantendrá el contaminante en el sistema.


Resumo O crescimento da população e da urbanização impõem uma maior pressão ao tratamento de água potável. Adicionalmente, as diferentes unidades de tratamento, como decantadores e filtros, acumulam altas concentrações de ferro (Fe) e manganês (Mn), as quais, em muitos casos, são liberadas no ambiente durante a manutenção, sem receber nenhum tipo de tratamento. Este artigo avaliou a eficácia de zonas úmidas subsuperficiais de fluxo vertical na remoção de Fe e Mn provenientes das águas residuais de estações de tratamento de água potável, usando como exemplo uma zona úmida a escala piloto com fluxo ascendente, leito de cascalho e dois tipos de plantas, C. esculenta e P. australis, localizada em El Hormiguero (Cali, Colombia). O sistema piloto usou três zonas úmidas verticais de fluxo ascendente, duas delas com plantas e a terceira sem plantas, como controle. As zonas húmidas foram organizadas em paralelo, cada uma sendo formada por três leitos de cascalho de diferente diâmetro. Os resultados mostraram que não houve diferença significativa na porcentagem de remoção das três zonas úmidas em termos de turbidez (98 %), Fe (90 %), Fe dissolvido (97 %) e Mn (98 %). O oxigênio dissolvido apresentou uma diferença significativa entre as zonas úmidas plantadas e a controle. C. esculenta teve a concentração mais alta de Fe na raiz, (103.5 ± 20.8) μg/g, em quanto P. au tralis teve a maior média de concentrações de Fe nas folhas e nos talos, (45.7 ± 24) μg/g e (41.4 ± 9.1) μg/g, respetivamente. Concluiuse que as zonas úmidas subsuperficiais podem ser uma alternativa interessante para o tratamento de águas residuais durante a manutenção de estações de tratamento de água potável. No entanto, mais pesquisa é necessária para determinar a importâncias do uso da vegetação ou outras tecnologias para a remoção ou diminuição da carga contaminante nas zonas úmidas, pois cada estação de tratamento de água potável ou sistema de tratamento de águas residuais com zonas úmidas irá manter oconaminante no sistema.

8.
Univ. sci ; 24(1): 164-199, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014758

RESUMEN

Abstract A review and update to the shark and ray species recorded for the marine waters of Colombia was carried out. A total of 206 species had been recorded in the literature, of which 138 species (76 sharks and 62 rays) could be confirmed from museum records, catches, photographs, and videos. No evidence was found for 25 species, but their distribution included neighboring countries, and they were therefore classified as possible based on distribution. Thirty- six species were classified as improbable based on distribution and seven more were considered as misidentifications. The inventory of confirmed species includes 57 genera (30 shark and 27 batoid genera) and 34 families (18 shark and 16 batoid families). There was notably an addition of 26 confirmed species since 2007 as well as numerous modifications to group systematics and taxonomy, especially for batoids. The total number of confirmed elasmobranchs represented 12.1% of species known worldwide, and could even reach 14.5%, indicating that Colombia has one of the richest cartilaginous fish faunas in Latin America, behind Mexico and Brazil. This demonstrates that although Colombia cannot be considered an elasmobranch biodiversity hotspot or site of elasmobranch endemism globally, it does have good representativity of these species' biodiversity at the regional level, especially regarding amphi-American species.


Resumen Se llevó a cabo una revisión y actualización de los registros de especies de tiburones y rayas de aguas marinas colombianas. En la literatura se había registrado un total de 206 especies, de las cuales 138 (76 tiburones y 62 rayas) se habian podido confirmar con registros de museo, capturas, fotografías y videos. No se encontró evidencia de 25 especies, pero su distibución incluye países vecinos, por lo que fueron clasificadas como "posible basada en la distribución". Treinta y seis especies se clasficaron como "improbable basada en la distribución" y siete más se consideraron identificaciones erróneas. El inventario de especies confirmadas incluye 57 géneros (30 tiburones y 27 géneros batoideos) y 34 familias (18 tiburones y 16 familias batoideas). De modo notable, hubo una adición de 26 especies confirmadas desde 2007, así como numerosas modificaciones de la sistemática y taxonomía del grupo, especialmente para batoideos. El número total de elasmobranquios confirmados representó el 12.1 % de las especies conocidas en el mundo, y podría aún alcanzar el 14.5 %, lo cual indica que Colombia tiene una de las faunas de peces cartilaginosos más ricas de Latinoamérica, después de México y Brasil. Esto demuestra que, aunque Colombia no puede ser considerada un punto caliente de biodiversidad de elasmobranquios o un sitio de endemismo de elasmobranquios a nivel global, sí tiene una buena representatividad de la biodiversidad de estas especies a nivel regional, especialmente respecto a especies anfi-americanas.


Resumo Realizou-se uma revisão e atualização dos registros de espécies de tubarões e arraias de água marinha colombianas. Na literatura se encontrava registro de um total de 206 espécies, das quais 138 (76 tubarões e 62 arraias) foram possíveis de confirmação por meio de registros de museus, capturas, fotografias e vídeos. Não se encontrou evidencia de 25 espécies, mas suas distribuições incluem países vizinhos, sendo então classificadas como "possível com base na distribuição". Trinta e seis espécies se classificaram como "improváveis com base na distribuição" e outras sete se consideraram identificações errôneas. O inventário de espécies confirmadas inclui 57 gêneros (30 tubarões e 27 gêneros de batóides) e 34 famílias (18 tubarões e 16 famílias batóides). Notavelmente, houve uma adição de 26 espécies confirmadas desde 2007, assim como numerosas modificações da sistemática e taxonomia do grupo, especialmente para batóides. O número total de elasmobrânquios confirmados representou um 12.1 % das espécies conhecidas no mundo, e poderia ainda alcançar 14.5 %, o que indica que Colômbia tem uma das faunas mais rica da América Latina em peixes cartilaginosos, depois de México e Brasil. Isto mostra que Colômbia, ainda que possa não ser considerada um ponto de referência de biodiversidade de elasmobrânquios ou um local de endemismo de elasmobrânquios a nível global, possui uma boa representatividade da biodiversidade de estas espécies a nível regional, especialmente com respeito a espécies anfi-americanas.

9.
Univ. sci ; 24(1): 200-217, Jan-Apr. 2019. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014759

RESUMEN

Abstract Raw cow milk is considered one of the most important vehicles for pathogenic bacteria like Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7, and Listeria monocytogenes. These three bacteria are responsible for foodborne diseases. Routine microbiological methods to detect these microorganisms in cow milk can be complicated and time consuming. The aim of this work was to evaluate a method to simultaneously detect Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7, and Listeria monocytogenes in experimentally contaminated cow milk. The assessed method combined a standard microbiological culture step, using a pre-enrichment medium that favors the growth of the three focal microorganisms: SEL broth, followed by a single PCR assay. A total of 43 interference bacterial strains were used to evaluate the method's specificity. The detection rate for the microbiological method with standard culture media was 10 UFC/mL, and that of the PCR detection, following pre-enrichment in SEL broth, was 10 UFC/mL for S. enterica and L. monocytogenes and between 1 and 5 UFC/mL for E. coli O157:H7. The PCR method showed specificity for the reference strains. Simultaneous detection by multiple PCR using SEL broth was successful for the detection of S. enterica, E. coli O157:H7, and L. monocytogenes in samples of experimentally contaminated cow milk, featuring both a high detection rate and a high specificity. This approach promises to be a feasible routine procedure when testing milk samples in industry and public health control setups.


Resumen La leche cruda de vaca se considera uno de los vehículos más importantes de bacterias patógenas como Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes. Estas tres bacterias son responsables de enfermedades transmitidas por alimentos. Los métodos microbiológicos de rutina para detectar estos microorganismos en leche cruda de vaca pueden ser complicados y requerir mucho tiempo. El objetivo de este trabajo fue evaluar un método para detectar simultáneamente Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes en leche de vaca contaminada experimentalmente. El método utilizado combinó una etapa de pre-enriquecimiento con cultivo microbiológico estándar utilizando un medio que favorece el crecimiento de los tres microrganismos focales (caldo SEL) seguido de un único ensayo de PCR. Se utilizaron 43 cepas de microorganismos de interferencia para evaluar la especificidad del método. La tasa de detección para el método de cultivo microbiológico estándar fue de 10 UFC/mL, y la de detección por PCR, después de pre-enriquecimiento en caldo SEL, fue de 10 UFC/mL para S. enterica y L. monocytogenes y entre 1 y 5 UFC/ mL para E. coli O157:H7. El método PCR mostró especificidad para las cepas de referencia. La detección simultánea por PCR múltiple, luego de pre-enriquecimiento en caldo SEL fue exitosa para la detección de S. enterica, E. coli O157:H7 y L. monocytogenes en muestras de leche de vaca contaminada experimentalmente, mostrando tanto una alta tasa de detección como una alta especificidad. Esta aproximación promete ser un procedimiento de rutina factible cuando se analizan muestras de leche en la industria y en actividades de control de salud pública.


Resumo O leite de vaca cru é considerado um dos mais importantes veículos para bactéricas patogênicas como Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes. Estas três bactérias são responsáveis por enfermidades transmitidas por alimentos. Os métodos microbiológicos de rotina para detectar estes micro-organismos em leite de vaca cru podem ser complicados e demandantes de tempo. O objetivo de este trabalho foi avaliar um método para detectar simultaneamente Salmonella spp., Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes em leite de vaca contaminado experimentalmente. O método utilizado combinou uma etapa de pré- enriquecimento com cultura microbiológica padrão utilizando um meio que favorece o crescimento dos três micro-organismos focais (caldo SEL). Utilizaram-se 43 cepas de micro-organismos de interferência para avaliar a especificidade do método. A taxa de detecção para o método de cultura microbiológica padrão foi de 10 UFC/mL, e a de detecção por PCR, posteriormente ao pré-enriquecimento em caldo SEL, foi de 10 UFC/mL para S. enterica e L. monocytogenes e entre 1 e 5 UFC/mL para E. coli O157:H7. O método por PCR mostrou especificidade para as cepas de referência. A detecção simultânea por PCR múltiplex, logo do pré-enriquecimento em caldo SEL, foi exitosa para a detecção de S. entérica, E. coli O157:H7 e L. monocytogenes em amostras de leite de vaca contaminado experimentalmente, demostrando tanto uma alta taxa de detecção como uma alta especificidade. Esta aproximação promete ser um procedimento de rotina viável quando se analisam amostras de leite na indústria e nas atividades de controle de saúde pública.

10.
Univ. sci ; 23(3): 333-354, Sep.-Dec. 2018. graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014745

RESUMEN

Abstract The averaged Hausdorff distance Δ p is an inframetric, recently introduced in evolutionary multiobjective optimization (EMO) as a tool to measure the optimality of finite size approximations to the Pareto front associated to a multiobjective optimization problem (MOP). Tools of this kind are called performance indicators, and their quality depends on the useful criteria they provide to evaluate the suitability of different candidate solutions to a given MOP. We present here a purely theoretical study of the compliance of the Δ p -indicator to the notion of Pareto optimality. Since Δ p is defined in terms of a modified version of other well-known indicators, namely the generational distance GDp , and the inverted generational distance IGDp , specific criteria for the Pareto compliance of each one of them is discussed in detail. In doing so, we review some previously available knowledge on the behavior of these indicators, correcting inaccuracies found in the literature, and establish new and more general results, including detailed proofs and examples of illustrative situations.


Resumen La distancia promedio de Hausdorff Δp es una inframétrica recientemente introducida en optimización multiobjetivo evolutiva (EMO) como una herramienta para medir la optimalidad de aproximaciones finitas al frente de Pareto asociado con un problema de optimización multiobjetivo (MOP). Presentamos aquí un estudio puramente teórico sobre la sujeción del indicador Δp a la noción de optimalidad de Pareto. Puesto que Δp está definida en términos de una versión modificada de otros indicadores bien conocidos como lo son la distancia generacional GD p y la distancia generacional invertida IGD p , discutimos en detalle criterios específicos para la sujeción de tipo Pareto de cada uno de ellos. Adicionalmente, presentamos una revisión del comportamiento previamente conocido de estos indicadores, corrigiendo imprecisiones que se encuentran en la literatura y establecemos resultados nuevos y más generales, incluyendo pruebas detalladas y ejemplos ilustrativos.


Resumo A distância média de Hausdorff Δp é uma inframétrica introduzida recentemente em otimização multiobjetivo evolucionária (EMO) como uma ferramenta para medir a otimalidade de aproximações finitas para o frente de Pareto associado com um problema de optimização multiobjetivo (MOP). Apresentamos aqui um estudo puramente teórico sobre a sujeição do indicador Δp à noção de otimalidade de Pareto. Desde Δp é definido em termos de uma versão modificada de outros indicadores bem conhecidos, tais como a distância geraçional GD p ∈ a distância geraçional invertida IGD p , discutimos em detalhes critérios específicos para a sujeição de Pareto de cada um deles. Além disso, apresentamos uma revisão do comportamento previamente conhecido desses indicadores, corrigindo imprecisões encontradas na literatura ∈ estabelecemos novos ∈ mais gerais resultados, incluindo testes detalhados ∈ exemplos ilustrativos.

11.
Univ. sci ; 23(3): 355-381, Sep.-Dec. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014746

RESUMEN

Abstract The loggerhead marine turtle, Caretta caretta, is a widely distributed and endangered species that is facing critical population decline, especially in Colombian Caribbean rookeries. Mitochondrial DNA sequence data are of great importance for the description, monitoring, and phylogenetic analyses of migratory turtle populations. In this study, the first full mitochondrial genome of a loggerhead turtle nesting in the Colombian Caribbean was sequenced and analyzed. This mitochondrial genome consists of 16 362 bp with a nucleotide composition of T: 25.7 %, C: 27 %, A: 35 % and G: 12 %. Sequence annotation of the assembled molecule revealed an organization and number of coding and functional units as reported for other vertebrate mitogenomes. This Colombian loggerhead turtle (Cc-AO-C) showed a novel D-Loop haplotype consisting of thirteen new variable sites, sharing 99.2 % sequence identity with the previously reported Caribbean loggerhead CC-A1 D-Loop haplotype. All 13 protein-coding genes in the Cc-AO-C mitogenome were compared and aligned with those from four other loggerhead turtles from different locations (Florida, Greece, Peru, and Hawaii). Eleven of these genes presented moderate genetic diversity levels, and genes COII and ND5 showed the highest diversity, with average numbers of pair-wise differences of 16.6 and 25, respectively. In addition, the first approach related to t-RNAs 2D and 3D structure analysis in this mitogenome was conducted, leading to observed unique features in two tRNAs (tRNATrp and tRNALeu). The marine turtle phylogeny was revisited with the newly generated data. The entire mitogenome provided phylogenetically informative data, as well as individual genes ND5, ND4, and 16S. In conclusion, this study highlights the importance of complete mitogenome data in revealing gene flow processes in natural loggerhead turtle populations, as well as in understanding the evolutionary history of marine turtles.


Resumen La tortuga marina caguama, Caretta caretta, es una especie ampliamente distribuida pero que enfrenta una crítica reducción de su población en las colonias del Caribe colombiano. Los datos de las secuencias de DNA mitocondrial son de gran importancia para la descripción, monitoreo y análisis de la filogenia de las tortugas migratorias. En este estudio se secuenció y analizó por primera vez el genoma mitocondrial completo de la tortuga caguama que anida en el Caribe colombiano. Este genoma tiene un tamaño de 16.362 pb con una composición de nucleótidos de T: 25.7 %, C: 27 %, A: 35 % y G: 12 %. La anotación de la secuencia de la molécula reveló una organización y número de unidades codificantes y funcionales como los reportados para mitogenomas de otros vertebrados. Esta tortuga caguama colombiana (Cc-AO-C) mostró un nuevo haplotipo D-Loop que contiene trece nuevos sitios variables, que comparten el 99.2 % de identidad de secuencia con el haplotipo CC-A1 D-Loop previamente reportado para la tortuga caguama del Caribe. Los trece genes que codifican proteínas en el mitogenoma Cc-AO-C se compararon y alinearon con los de otras cuatro tortugas caguama de distintas localidades (Florida, Grecia, Perú y Hawái). Once de estos genes presentaron niveles moderados de diversidad genética, y los genes COII y ND5 mostraron las diversidades nucleotídicas más altas, con un número promedio de diferencias entre pares de secuencias de 6.6 y 25, respectivamente. Adicionalmente, se llevó a cabo la primera aproximación relacionada con el análisis de la estructura 2D y 3D de t-RNAs en este mitogenoma, lo cual condujo a la observación de características únicas en dos tRNAs (tRNATrp y tRNALeu). La filogenia de las tortugas marinas fue revisada a la luz de la nueva información mitogenómica. El mitogenoma, así como los genes individuales ND5, ND4 y 16S, proporcionan datos filogenéticamente informativos. En conclusión, este estudio resalta la importancia de los datos del mitogenoma para revelar procesos de flujo génico en las poblaciones naturales de tortuga caguama, así como para entender la historia evolutiva de las tortugas marinas.


Resumo A tartaruga marinha Caretta caretta (Cc) é uma espécie amplamente distribuída e ameaçada de extinção que enfrenta um declínio crítico da população, especialmente nas colônias do Caribe colombiano. Marcadores moleculares, como sequências de DNA mitocondrial (mtDNA), são de grande importância para a descrição, monitoramento e análise filogenética de populações migratórias de tartarugas. Este estudo mostra a obtenção e análise do genoma mitocondrial de uma tartaruga-cabeçal Cc aninhada na costa Caribe da Colômbia. O genoma mitocondrial é constituído por 16.362 pb, com uma região não codificante (D-Loop), 13 genes codificadores de proteínas (13 PCG), 22 genes tRNA e 2 rRNA (16S e 12S) e uma frequência nucleotídica de T: 25.7 % , C: 27 %, A: 35 % e G: 12,2 %, todos organizados de forma semelhante à maioria dos mitogenomos de vertebrados. Esta tartaruga Cc colombiana apresentou um novo haplótipo D-Loop com treze sítios polimórficos quando comparado ao haplótipo CC-A1.1 (96 %). Além disso, onze genes codificadores de proteínas entre as tartarugas marinhas de diferentes origens apresentaram uma diversidade genética semelhante, exceto os genes COII e ND5 que apresentaram o maior número médio de diferenças entre pares de seqüências (16.600 e 25.000, respectivamente). Aqui relatase a primeira abordagem relacionada à análise de estruturas 2D e 3D para Cc e descrevese as diferenças em dois tRNAs (tRNATrp, tRNALeu). As inferências bayesianas e os métodos de máxima verossimilhança explicam melhor a filogenia das tartarugas marinhas quando utilizamse mitogenomes completos, assim como os genes ND5, ND4 e 16S. Os genes marcadores ATP8, ND4L e ND1 apresentaram relação filogenética pouco suportada. Como conclusão, este estudo apresenta o uso de mitogenomes completos como uma alternativa para melhorar a análise filogenética em tartarugas marinhas e é a primeira análise genética de mitogenomes completos de nidificação na Colômbia.

12.
Univ. sci ; 23(3): 383-417, Sep.-Dec. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014747

RESUMEN

Abstract In Andean high montane areas, the establishment of exotic tree forests changes the soil dynamics and its biodiversity. Soil macrofauna act as indicators of ecosystem successional processes, and may have an important role in ecological restoration processes after clearcutting exotic tree plantations. The aim of the present study was to understand how soil macrofaunal assemblies change in areas with different ages post clearcutting of Pinus patula, and to identify the soil physico-chemical variables that better explain these variations. The macrofauna in a high montane forest was evaluated along with that of three areas with different ages post clearcutting: 0, 2.5, and 5 years after clearcutting (Yac). The effect of soil physico-chemical variables on macrofauna abundance was also evaluated. Macrofauna composition changed after clearcutting. Macrofauna abundance, richness, and diversity were lower in the 0 Yac area than in the other areas. Moreover, the macrofuna similarity to the reference forest did not increase with the years after clearcutting. This is due to the changes in soil characteristics, triggered by clearcutting. Slope, temperature, bulk density, real density, loam, pH, P, Na and K were the soil variales with a positive effect on the macrofauna abundance. These physico-chemical variables should be considered when designing restoration plans for Andean forest ecosystems. Moreover, Diplopoda, Coleoptera and Chilopoda might be useful to monitor and evaluate restoration processes after Pinus spp. clearcutting, because of their high abundance, diversity and relationship with environmental conditions.


Resumen El establecimiento de plantaciones forestales de especies exóticas cambia el ambiente edáfico y la biodiversidad del suelo, y es una de las mayores amenazas para el bosque de alta montaña. La macrofauna edáfica es un indicador de los procesos sucesionales del ecosistema y, consecuentemente, puede tener un rol importante en la restauración ecológica tras el proceso de tala rasa de estas plantaciones. El objetivo de este trabajo fue entender cómo la macrofauna cambia en áreas con diferentes edades después de la tala rasa de Pinus patula, e identificar las variables fisicoquímicas que mejor explican estas variaciones. Se evaluó la macrofauna en un bosque de alta montaña junto con tres áreas con diferentes edades después de la tala: 0, 2.5 y 5 años. También se evaluó el efecto de las características fisicoquímicas del suelo en la abundancia de macrofauna. La composicion de la macrofauna cambió después de la tala rasa. La abundancia, riqueza y diversidad fueron menores a la edad 0 después de la tala rasa que a las otras edades. Ademas, la similitud con el bosque de referencia no aumentó con el tiempo después de la tala, por los cambios en las características del suelo que ocurren como consecuencia de la tala. La pendiente, la temperatura, la densidad aparente, la densidad real, la textura del suelo, pH, P, Na y K tuvieron un efecto positivo en la abundancia de macrofauna. Estas variables fisicoquímicas deberían considerarse en el diseño de los planes de restauración de los ecosistemas de bosque andino. Además, Diplopoda, Coleoptera y Chilopoda podrían ser útiles para monitorear y evaluar los procesos de restauración después de la tala de Pinus spp., dada su alta abundancia, diversidad y relación con condiciones ambientales.


Resumo As florestas de árvores exóticas alteram as dinâmicas e biodiversidade do solo nas áreas andinas de alta montanha. A macrofauna do solo atua como indicador do processo de sucessão dos ecossistemas e pode ter um papel importante nos processos de restauração ecológica após o corte raso de plantações de árvores exóticas. O objetivo deste estudo foi entender como mudam as associações entre a macrofauna do solo em áreas com diferentes idades após o corte raso do pinheiro, Pinus patula, e identificar variáveis físico-químicas do solo que explicassem essas diferenças. Para isso avaliamos a macrofauna de uma floresta de alta montanha assim como a de três áreas com diferentes idades após o corte raso: 0; 2.5 e 5 anos após o corte raso (Yac). Também avaliamos o efeito das variáveis físico-químicas do solo na abundância da macrofauna. A composição da macrofauna mudou após o cote raso. A abundância, riqueza e diversidade da macrofauna foram menores na área com 0 Yac do que em outras áreas. Adicionalmente, a similaridade da macrofauna com a floresta de referência não aumentou em função dos anos após o corte raso. Isto é devido a mudanças nas características do solo desencadeadas pelo corte raso. A inclinação, temperatura, densidade aparente, densidade real, limo, pH, P, Na e K foram as variáveis do solo que tiveram um efeito positivo na abundância da macrofauna. Estas variáveis físico-químicas deveriam ser consideradas no projeto de planos de restauração para ecossistemas de floresta andinos. Adicionalmente, as ordens Diplopoda, Coleoptera e Chilopoda podem ser úteis para monitorar e avaliar o processo de restauração após o corte raso de Pinus spp. devido a sua alta abundância, diversidade e relação com as condições ambientais.

13.
Univ. sci ; 23(3): 419-436, Sep.-Dec. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014748

RESUMEN

Abstract Microbial cellulases are industrially used enzymes that catalyze the cleavage of the glycosidic bonds of cellulose. This hydrolysis yields sugars that can be used in processes such as bioethanol production. These enzymes are mainly produced by fungi belonging to the genus Trichoderma via submerged or solid state fermentation with cellulosic materials as substrates. Recent publications have increasingly demonstrated that alternatives to T. reesei enzymes in the production of second-generation biofuels exist. Here, cellulolytic activities of crude extracts obtained from a native isolate of T. asperellum from coffe pulp and a strain of T. reesei were evaluated. Solid state fermentations were performed using paper and sawdust as substrates. The activities were measured after 12 days of incubation. The extracts obtained from T. reesei showed higher cellulase and endoglucanase activities (6.5 and 5.8 U/g) than those obtained using T. asperellum (5.6 and 4.1 U/g) with paper as substrate. There were no significant differences between isolates when grown on sawdust. It was possible to verify that native T. asperellum was able to produce cellulases on lignocellulosic material such as moistened paper and sawdust without having undergone a chemical pretreatment.


Resumen Las celulasas microbianas son enzimas utilizadas industrialmente, que catalizan la ruptura de enlaces glicosídicos de celulosa. Esta hidrólisis produce azúcares que pueden utilizarse en procesos tales como la producción de bioteanol. Estas enzimas son producidas principalmente por hongos pertenecientes al género Trichoderma vía fermentación en estado sólido o sumergido, con materiales celulósicos como sustratos. Las publicaciones recientes han demostrado de forma creciente que existen alternativas a las enzimas de T. reesei en la producción de biocombustibles de segunda generación. En este estudio se evaluaron las actividades celulolíticas de extractos crudos obtenidos de un aislamiento nativo de T. asperellum de pulpa de café y una cepa de T. reesei. Las fermentaciones en estado sólido se llevaron a cabo usando como sustratos papel y aserrín. Las actividades se midieron después de 12 días de incubación. Los extractos obtenidos de T. reesei mostraron mayor actividad de celulasa y endoglucanasa (6.5 and 5.8 U/g) que los obtenidos usando T. asperellum (5.6 and 4.1 U/g) con papel como sustrato. No hubo diferencias significativas entre los dos aislamientos cuando crecieron en aserrín. Se pudo verificar que T. asperellum nativa fue capaz de producir celulasas en material lignocelulósico, como papel humedecido y aserrín, que no había pasado por un pretratamiento químico.


Resumo As celulases microbianas são enzimas utilizadas industrialmente, que catalisam o rompimento das ligações glicosídicas da celulose. Esta hidrólise produze açúcares que podem ser utilizados em processos como a produção de bioetanol. Estas enzimas são produzidas principalmente por fungos pertencentes ao gênero Trichoderma, via fermentação em estado sólido ou submerso, com materiais celulósicos como substrato. As publicações recentes veem demonstrando de maneira crescente que existem alternativas as enzimas de T. reesei na produção de biocombustíveis de segunda geração. Neste estudo foram avaliadas as atividades celulolíticas de extratos brutos obtidos de um isolamento nativo de T. asperellum da polpa de café e uma cepa de T. reesei. As fermentações em estado sólido se realizaram usando como substrato papel e serragem. As atividades foram medidas depois de 12 dias de incubação. Os extratos obtidos de T. reesei mostraram maiores atividades de celulase e endoglicanase (6.5 e 5.8 U/g) que os obtidos usando T. asperellum (5.6 e 4.1 U/g) com papel como substrato. Não houve diferenças significativas entre os dos isolamentos quando cresceram em serragem. Foi possível verificar que T. asperellum nativa foi capaz de produzir celulases em material lignocelulósico, como papel humedecido e serragem, que não haviam passado por um pré-tratamento químico.

14.
Univ. sci ; 23(3): 437-464, Sep.-Dec. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS-Express | LILACS | ID: biblio-1014749

RESUMEN

Abstract Textile industries produce effluent wastewater that, if discharged, exerts a negative impact on the environment. Thus, it is necessary to design and implement novel wastewater treatment solutions. A sequential treatment consisting of ligninolytic co-culture with the fungi Pleurotus ostreatus and Phanerochaete crhysosporium (secondary treatment) coupled to TiO2 /UV photocatalysis (tertiary treatment) was evaluated in the laboratory in order to discolor, detoxify, and reuse textile effluent wastewater in subsequent textile dyeing cycles. After 48 h of secondary treatment, up to 80% of the color in the wastewater was removed and its chemical and biochemical oxygen demands (COD, and BOD5) were abated in 92% and 76%, respectively. Laccase and MnP activities were central to color removal and COD and BOD5 abatement, exhibiting activity values of 410 U L-1 and 1 428 U L-1, respectively. Subjecting wastewater samples to 12 h of tertiary treatment led to an 86% color removal and 73% and 86% COD and BOD5 abatement, respectively. The application of a sequential treatment for 18 h improved the effectiveness of the wastewater treatment, resulting in 89% of color removal, along with 81% and 89% COD and BOD5 abatement, respectively. With this sequential treatment a bacterial inactivation of 55% was observed. TiO2 films were reused continuously during two consecutive treatment cycles without thermic reactivation. Removal percentages greater than 50% were attained. Acute toxicity tests performed with untreated wastewater led to a lethality level of 100% at 50% in Hydra attenuata and to a growth inhibition of 54% at 50% in Lactuca sativa. Whereas sequentially treated wastewater excreted a 13% lethality at 6.25% and an inhibition of 12% at 75% for H. attenuata and L. sativa, respectively. Finally, sequentially treated wastewater was reused on dyeing experiments in which 0.86 mg g-1 adsorbed dye per g of fabric, that is equivalent to 80% of dye adsorption.


Resumen Las industrias textiles producen un efluente que, si es descargado, ejerce un impacto negativo en el ambiente. Así, es necesario diseñar e implementar soluciones novedosas para el tratamiento de estos desechos. Con el fin de decolorar, detoxificar y reutilizar aguas residuales producidas en la industria textil en ciclos de tinturado subsecuentes, se evaluó en laboratorio un tratamiento secuencial, consistente en un cultivo ligninolítico con los hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete crhysosporium (tratamiento secundario) acoplado con fotocatálisis TiO2/UV (tratamiento terciario). Después de 48 horas de tratamiento secundario, se removió hasta un 80% del color del agua residual y las Demandas Química y Bioquímica de Oxígeno (DQO y DBO5) fueron reducidas en 92 y 76% respectivamente. Las actividades Lacasa y MnP (410 U L-1 y 1428 U L-1, respectivamente) fueron centrales en la remoción de color y en la reducción de DQO y DBO5. Someter muestras de agua residual a 12 horas de tratamiento terciario resultó en una remoción de 86% de color, 73% de DQO y 86% de DBO. La aplicación de un tratamiento secuencial por 18 h incrementó su efectividad, lo cual resultó en 89% de remoción de color, además de 81% y 89% de remoción de DQO y DBO5 respectivamente. Con este tratamiento secuencial se observó una inactivación bacteriana del 55%. Las películas de TiO2 se reutilizaron continuamente durante 2 ciclos de tratamiento consecutivos sin reactivación térmica. Se alcanzaron porcentajes de remoción mayores al 50%. Las pruebas de toxicidad aguda llevadas a cabo con agua residual cruda produjeron un nivel de letalidad del 100% a 50% en Hydra attenuata y una inhibición de crecimiento del 54% a 50% en Lactuca sativa. El agua residual tratada secuencialmente produjo una letalidad del 13% a 6.25% y una inhibición del 12% a 75% para H. attenuata y L. sativa, respectivamente. Finalmente, el agua residual tratada secuencialmente fue reutilizada en experimentos de tinturado en los que la cantidad de colorante absorbido fue de 0.86 mg g-1 por g de tela, lo cual es equivalente a 80% de adsorción.


Resumo A indústria têxtil produz águas residuais que causam um impacto negativo ao meio ambiente quando são descartadas. Portanto, é necessário projetar e implementar novas soluções para seu tratamento. Um tratamento sequencial que consiste na co-cultura ligninolítica com os fungos Pleurotus ostreatus e Phanerochaete crhysosporium (tratamento secundário) acoplada à fotocatálise com TiO2/UV foi avaliado no laboratório para descolorir, desintoxicar e reutilizar água residual têxtil em ciclos subsequentes de tintura. Após 48 h de tratamento secundário, aproximadamente 80% da cor foi removida da água residual e sua demanda química e bioquímica de oxigênio (COD, e BOD5) foram diminuídas em 92% e 76%, respectivamente. A atividade de Laccase e MnP foram centrais na remoção da cor e diminuição de COD e BOD5, mostrando valores de atividade de 410 U L-1 e 1428 U L-1, respectivamente. Submeter as amostras de água residual a 12 h de tratamento terciário levou a uma remoção de 86% da cor e uma diminuição de 73% e 86% de COD e BOD5 respectivamente. A aplicação do tratamento sequencial por 18 h melhorou a efetividade do tratamento de águas residuais, resultando em 89% de remoção de cor e uma diminuição de 81% e 89% de COD e BOD5, respectivamente. Com este tratamento sequencial, observamos uma inativação bacteriana de 55%. As películas de TiO2 foram reutilizadas continuamente durante dois tratamentos consecutivos sem reativação térmica. Atingimos porcentagens de remoção acima de 50%. Os testes de toxicidade aguda feitos em água residual sem tratar causaram níveis de letalidades de 100% a 50% em Hydra attenuata e uma inibição do crescimento de 54% a 50% em Lactuca sativa. Enquanto água residual tratada sequencialmente causou uma letalidade de 13% a 6.25% e uma inibição de 12% a 75% para H. attenuata e L. sativa, respectivamente. Finalmente, a água residual tratada sequencialmente foi reutilizada em experimentos de tintura nos quais absorveu 0.86 mg g-1 por g de tecido, o que é equivalente a uma absorção de 80%.

15.
Univ. sci ; 23(2): 319-331, May-Aug. 2018. graf
Artículo en Inglés | LILACS, COLNAL | ID: biblio-979550

RESUMEN

Abstract The Cartesian-Newtonian paradigm of mechanics establishes that, within an inertial frame, a body either remains at rest or moves uniformly on a line, unless a force acts externally upon it. This crucial assertion breaks down when the classical concepts of space, time and measurement reveal to be inadequate. If, for example, the space is non-flat, an effective translation might occur from rest in the absence of external applied force. In this paper we examine mathematically the motion of a small object or lizard on an arbitrary curved surface. Particularly, we allow the lizard's shape to undergo a cyclic deformation due exclusively to internal forces, so that the total linear momentum is conserved. In addition to the fact that the deformation produces a swimming event, we prove -under fairly simplifying assumptions- that such a translation is somewhat directly proportional to the Gauss curvature of the surface at the point where the lizard lies.


Resumen El paradigma newtoniano de la mecánica establece que, en un sistema de referencia inercial, un cuerpo permanece en reposo o se mueve uniformemente en una recta, a menos que una fuerza externa actúe sobre él. Esta afirmación crucial falla cuando los conceptos clásicos de espacio, tiempo y medición son inadecuados. Si, por ejemplo, el espacio no es euclidiano, el cuerpo podría abandonar el reposo en ausencia de fuerza externa aplicada. En este artículo examinamos matemáticamente el movimiento de un pequeño objeto o lagartija en una superficie curva cualquiera. En particular, permitimos que la forma del lagarto sufra una deformación cíclica debida exclusivamente a fuerzas internas, de modo que la cantidad de movimiento lineal se conserva. Además del fenómeno de traslación o natación, probamos -bajo ciertas suposiciones simplificadoras- que dicha traslación es directamente proporcional a la curvatura gaussiana de la superficie en el punto donde yace la lagartija.


Resumo O paradigma Newtoniano da mecânica prevé que, em um referencial inercial (Galileano), um corpo está parado ou se movimentando em linha reta e com velocidade constante, a menos que uma força externa atue sobre ele. Essa declaração crucial falha quando os conceitos clássicos de espaço, tempo e medição são inadequados. Se, por exemplo, o espaço não é euclidiano, o corpo pode sair do repouso sem ser impelido por uma força externa. Neste artigo, examinamos matematicamente o movimento de um pequeno objeto (lagartixa) em qualquer superficie curva. Em particular, permitimos que a forma da lagartixa sofra uma deformação causada exclusivamente por forças internas, de modo que o momento linear seja conservado. Além do fenômeno da translação ou da natação, provamos -sob certos pressupostos simplificadores- que a translação efetiva é diretamente proporcional à curvatura Gaussiana da superfície.


Asunto(s)
Humanos , Matemática , Natación
16.
Univ. sci ; 23(2): 141-169, May-Aug. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS, COLNAL | ID: biblio-979543

RESUMEN

Abstract This paper reports the synthesis and detailed characterization of six novel lanthanide complexes of La(III), Eu(III) and Nd(III) with N(4)-substituted thiosemicarbazones derived from the 2-carboxybenzaldehyde. The IR, 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopic studies confirmed the coordination of the thiocarbonyl (C=S), azomethine (C=N) and carboxylate (COO-) groups to the metal centers, and the carboxylate was coordinated in a bidentate manner. The elemental and thermal analyses suggest that lanthanide complexes were formed in 1:2 molar ratios (metal:ligand). The molar conductivity values confirmed the non-electrolytic nature of the complexes. The interaction of these complexes with calf thymus DNA (CT-DNA) was investigated by UV absorption and viscosity measurements. It was found that the Eu(HI) and Nd(nI) complexes could roll along the DNA strands through groove interactions. Furthermore, lanthanide complexes could promote the oxidative cleavage of plasmid pBR322 in a high-oxidative stress environment. Finally, the Schiff base ligands (L) and their complexes were evaluated for their antibacterial activities against gram-positive and gram-negative bacteria using a microdilution procedure. The results indicate that the lanthanide complexes exhibit more potent antibacterial activity than the free ligands.


Resumen Este articulo reporta la síntesis y caracterización detallada de seis nuevos complejos lantánidos de La(III), Eu(III) y Nd(III) con tiosemicarbazonas N(4)-sustituidas derivadas del 2-carboxibenzaldehído. Los estudios espectroscópicos de IR, 1H-NMR y 13C-NMR confirmaron la coordinación de los grupos tiocarbonilo (C=S), azometina (C=N) y carboxilato (COO-) a los centros metálicos, y el carboxilato se coordinó de forma bidentada. Los análisis elemental y térmico sugieren que los complejos lantánidos se formaron en proporciones molares 1:2 (metal:ligando). Los valores de conductividad molar confirmaron la naturaleza no eléctrica de los complejos. Por medio de medidas de absorción UV y de viscosidad se investigó la interacción entre estos complejos con DNA de timo de ternera (CT-DNA). Se encontró que los complejos Eu(III) y Nd(III) podrían correr a lo largo de cadenas de DNA a través de interacciones en el surco. Además, los complejos lantánidos podrían promover el clivaje oxidativo del plásmido pBR322 en un ambiente de alto estrés oxidativo. Finalmente, se evaluaron las actividades antibacteriales de las bases de Schiff como ligandos (L) y sus complejos contra bacterias gram-positivas y gram-negativas usando un procedimiento de microdilución. Los resultados indican que los complejos lantánidos exhiben una actividad antibacterial más potente que los ligandos libres.


Resumo Este artigo reporta a síntese e caracterização detalhada de seis novos complexos lantanídeos de La(III), Eu(III) e Nd(III) com tiosemicarbazonas N(4)-substituídas derivadas do 2-carboxibenzaldeído. Os estudos espectroscópicos de IR, 1H-RMN e 13C-RMN confirmaram a coordenação dos grupos tiocarbonilos (C = S), azometina (C=N) e carboxilato (COO-) com os centros metálicos, e o carboxilato se coordenou de forma bidentada. As análises elementares e térmicas sugerem que os complexos lantanídeos se formaram em proporções molares 1:2 (metal:ligante). Os valores de condutividades molar confirmaram a natureza não-elétrica dos complexos. Se avaliou a interação entre estes complexos com DNA de vitela (CT-DNA) por meio de medidas de absorção UV e de viscosidade. Se observou que os complexos Eu(III) e Nd(III) poderiam deslocar-se ao longo da cadeia de DNA através de interações no sulco. Adicionalmente, os complexos lantanídeos poderiam promover a clivagem oxidativa do plasmídeo pBR322 em um ambiente de alto estresse oxidativo. Finalmente, se avaliaram as atividades antibacterianas das bases de Schiff como ligantes (L) e seus complexos contra bactérias gram-positivas e gram- negativas, usando o método de microdiluição. Os resultados indicam que os complexos lantanídeos exibem uma atividade antibacteriana mais potente que os ligantes livres.


Asunto(s)
Tiosemicarbazonas , ADN , Elementos de la Serie de los Lantanoides/química , Antibacterianos
17.
Univ. sci ; 23(2): 171-189, May-Aug. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS, COLNAL | ID: biblio-979544

RESUMEN

Abstract Due to the health risks for both humans and living beings caused by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the monitoring of these compounds in environmental matrices is mandatory. This work proposes an analytical method for analyzing anthracene (AN) and benzo[a]pyrene (BaP), two of the most representative PAHs, at ultra-trace concentrations in water, employing direct injection of large volumes of samples coupled with reversed-phase high-performance liquid chromatography. For this purpose, principal component analysis was used to examine the behavior of AN and BaP within the chromatographic system. Results showed that AN and BaP chromatographic behavior can be described by three models representing their identification, the quantification of AN and that of BaP, respectively. The factors affecting the obtained models, such as the injection volume, column temperature, flow rate, strength of the mobile phase, and the excitation and emission wavelengths, were examined and optimized by means of design of experiments. Finally, the analytical method was validated, obtaining promising limits of detection and quantification. The developed analytical method was demonstrated to be useful for a sensitive analysis of the target analytes in relatively clean natural water matrices.


Resumen Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) causan problemas en la salud de los seres humanos y seres vivos, por lo que se requiere un monitoreo de estos compuestos en matrices ambientales. Este trabajo propone un método analítico para analizar el antraceno (AN) y el benzopireno (BAP), los hidrocarburos más representativos en concentraciones de ultra trazas en el agua, empleando inyección directa en grandes volúmenes en muestras acopladas a la fase inversa con cromatografía líquida de alto rendimiento. Por tal razón, se utilizó el análisis de componentes principales para examinar el comportamiento de AN y BAP en el sistema cromatográfico. Los resultados mostraron que el comportamiento cromatográfico de AN y BAP podría describirse por medio de tres modelos que representan su identificación, la cuantificación de AN y de BAP, respectivamente. Se examinaron los factores que afectan a los modelos obtenidos, como el volumen de inyección, la temperatura de la columna, la tasa de flujo, la fuerza de la fase móvil, y las longitudes de las ondas de excitación y emisión, y se optimizaron mediante el diseño de experimentos. Finalmente, se validó el método analítico, obteniendo límites de detección y cuantificación. Se demostró que el método analítico desarrollado fue útil para el análisis sensible de los analitos en matrices de agua natural relativamente limpia.


Resumo Devido aos riscos para a saúde tanto para humanos como para os seres vivos em geral causados pelos hidrocarbonos aromáticos policíclicos (HAPs), o monitoramento de estes compostos em matrizes ambientais é prioritário. Este trabalho propõem um método analítico para analisar antraceno (AN) e benzo[a]pireno (BaP), dois dos hidrocarbonos mais representativos, em concentrações de ultra traços em água, empregando injeções diretas de grandes volumes de amostra acoplada a cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa. Usando Análises por Componentes Principais e desenho experimental, foram avaliados os efeitos de diversos fatores que afetam o sistema cromatográfico, tais como o volume de injeção, a temperatura da coluna, fluxo, forca da fase móvel e comprimentos de onda de excitação e emissão. Os resultados demonstraram que o comportamento cromatográfico de AN e BaP pode ser descrito por meio de três que representam sua identificação, quantificação de AN e de BaP, respectivamente. Os resultados mostraram que o comportamento cromatográfico de NA e BAP poderia ser descrito por meio de três modelos que representam sua identificação, a quantificação de NA e de BAP, respectivamente. Examinaram-se os fatores que afetam aos modelos obtidos, como o volume de injeção, a temperatura da coluna, a taxa de fluxo, a forca da fase móvel, e as longitudes das ondas de excitação e emissão, e se otimizaram mediante o desenho experimental. Finalmente, se validou o m todo analítico, obtendo os limites de detecção e quantificação. O método analítico desenvolvido demonstrou ser útil para uma análise sensível para os compostos de interesse em matrizes de água natural relativamente limpas.


Asunto(s)
Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos , Contaminación Ambiental , Antracenos
18.
Univ. sci ; 23(2): 191-218, May-Aug. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS | ID: biblio-979545

RESUMEN

Abstract Maximum disc mass models for a set of spiral galaxies from the Ursa Major Cluster are presented. We construct the models using the Hunther method and the particular solutions are chosen in such a way that the circular velocities are adjusted very accurately to the observed rotation curves of some specific spiral galaxies. Under the maximum disc hypothesis, we consider that the rotation curves of the analyzed galaxies can be modeled with only the contribution of the disc. This implies that it is not necessary to consider the contribution ot the dark matter halo in the inner part of the spiral. In this way, the models reproduce the global behavior of the rotation curves in the great majority of galaxies. Producing good adjustments to calculate the total mass of these galaxies, and yielding values of the order of 1O10 M ☉. Based on the vertical stability criterion presented by Viera & Ramos-caro (2016), we find that all the galaxies analyzed present a vertically stable behavior. On the other hand, from the analysis of the epicyclic frequency we find that all the models exhibit mainly a radial stable behaviour except at the edge of the disc.


Resumen Presentamos modelos de masa de disco máximo para un conjunto de galaxias espirales del Cluster Ursa Major. Los modelos se obtienen por medio del método de Hunter y las soluciones particulares se eligen de tal manera que las velocidades circulares se ajustan muy exactamente a las curvas de rotación observadas de algunas galaxias espirales específicas. Bajo la hipótesis del disco máximo, suponemos que la masa del disco es lo más grande posible, en consonancia con la curva de rotación de la galaxia. Por lo tanto, la contribución de la masa del halo de la materia oscura se considera insignificante en las partes internas de las espirales. Los modelos reproducen la estructura general de las curvas de rotación en la mayoría de las galaxias, proporcionando buenos ajustes para calcular la masa total de estas galaxias obteniendo valores del orden de 1010 M ☉. Basados en el criterio de estabilidad vertical presentado por Vieira and Ramos-Caro (2016), encontramos que todas las galaxias analizadas presentan un comportamiento verticalmente estable. Por otro lado, a partir del análisis de la frecuencia epicíclica se observa que todos los modelos presentaron mayormente un comportamiento estable radial excepto en el borde del disco.


Resumo Apresentamos modelos de massa de disco máximo para um conjunto de galáxias espirais do Cluster Ursa Major. Os modelos são obtidos por meio do método Hunter e as soluções particulares são escolhidas de tal forma que as velocidades circulares são ajustadas com muita precisão às curvas de rotação observadas de algumas galáxias espirais específicas. Sob a hipótese de disco máximo, supomos que a massa do disco é tão grande quanto possível, consistente com a curva de rotação da galáxia. A contribuição de massa do halo da matéria escura é, portanto, assumida como insignificante nas partes internas das espirais. Os modelos reproduzem a estrutura geral das curvas de rotação na maioria das galáxias, proporcionando bons ajustes para calcular a massa total dessas galáxias obtendo valores da ordem de 1010 M ☉. Com base no critério de estabilidade vertical apresentado por Vieira and Ramos-Caro (2016), descobrimos que todas as galáxias analisadas apresentam um comportamento verticalmente estável. Por outro lado, a partir da análise da frequência epicíclica, descobrimos que todos os modelos apresentaram principalmente um comportamento estável radial, exceto na borda do disco.


Asunto(s)
Galaxias , Física
19.
Univ. sci ; 23(2): 219-239, May-Aug. 2018. graf
Artículo en Inglés | LILACS | ID: biblio-979546

RESUMEN

Abstract Probiotic bacteria are microorganisms beneficial to human health, useful to improving biological conditions. Thanks to probiotic bacteria the symptoms of viral infections can be alleviated. Different mechanisms whereby probiotic bacteria exert they antiviral effect have been proposed. The aim of this study was to determine whether probiotic bacteria extracts bind to receptors of host cells susceptible of rotavirus (RV) infection. To accomplish this objective, four probiotic bacterial strains of Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp. were tested. Probiotic extracts were obtained after bacterial growth, cell lysis and centrifugation. Obtained probiotic extracts were used in assays to interfere with adhesion and penetration of a RV strain in the mammal cell line MA104. Furthermore, the interaction between probiotic extracts and MA104 cell receptors was evaluated by co-immunoprecipitation assays using anti-β3-integrins and anti-Hsc70 antibodies. All four probiotic, protein-rich, extracts reduced RV infections in MA104 cells, suggesting a successful antiviral activity mediated by these probiotic extracts. All probiotic extracts significantly exerted their antiviral activity by interfering with RV adhesion on MA104 cell receptors, with proteins in probiotic extracts competitively interacting with cell surface receptors necessary to RV infection. Co-immunoprecipitation assay results showed that proteins in probiotic extracts were able to bind to β3-integrinsand Hsc70, which are two cellular receptors required to viral infection. The most significant contribution of this study is an insight into the mechanisms of probiotic antiviral activity, thus expanding current probiotics fundamental knowledge.


Resumen Las bacterias probióticas son microorganismos con efectos positivos en la salud humana, gracias a las bacterias probióticas los síntomas de infecciones virales pueden mitigarse. Al respecto, varios mecanismos antivirales de las bacterias probióticas han sido propuestos. El propósito de este estudio fue determinar, de manera experimental, si extractos de bacterias probióticas reducen la infección rotavírica al interferir con la unión entre el rotavirus y sus receptores celulares blanco. Extractos de cuatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. y Bifidobacterium spp. fueron obtenidos a partir de cultivos bacterianos lisados y centrifugados. Cada uno de los extractos fue usado en experimentos para determinar si estos interfieren con la adhesión y penetración del rotavirus en células de mamífero MA104. Además, la interacción entre extractos probióticos y receptores de las células MA104 fue evaluada con ensayos de co-inmunoprecipitación, usando anticuerpos anti-integrina β3 y anti-Hsc70. Se observó que los cuatro extractos probióticos, ricos en proteínas, redujeron significativamente la infección de rotavirus en las células MA104. También se estableció que la que la actividad antiviral de los extractos probióticos es mediada por la interacción competitiva de sus proteínas con los receptores integrina β3 y Hsc70 de las células MA104, necesarios para iniciar la infección por rotavirus. Estos hallazgos constituyen un aporte al conocimiento de los mecanismos básicos de acción antiviral de las bacterias probióticas.


Resumo Bactérias probióticas são microrganismos com efeitos positivos na saúde humana, úteis na melhora de certas condições biológicas. Gracas a bactérias probióticas os sintomas de uma infecção viral podem ser aliviados. Diferentes mecanismos pelos quais as bactérias probióticas exercem seus efeitos antivirales têm sido propostos. O objetivo de este estudo foi determinar se extratos de bactérias probióticas reduzem a infecção de rotavírus (RV) ao interferir com a união entre o RV e seus receptores celulares alvo. Quatro cepas probióticas de Lactobacillus spp. e Bifidobacterium spp. foram testadas. Os extratos probióticos foram obtidos após o crescimento bacteriano, lise celular e centrifugação. Os extratos probióticos obtidos foram utilizados em ensaios para determinar se interferem com a adesão e penetração de uma cepa de RV em células de mamífero MA104. Adicionalmente, a interação entre os extratos probióticos e os receptores das células MA104 foi avaliada por ensaios de co-imunoprecipitação usando anticorpos anti-integrina β3 e anti- Hsc70. Os quatro extratos probióticos, ricos em proteínas, reduziram as infecções por RV em células MA104, sugerindo uma atividade antiviral mediada por estes extratos. Todos os extratos interferiram na adesão do RV aos receptores de células MA104, sendo que as proteínas presentes nos extratos mostraram uma interação competitiva com os receptores integrina β3 e Hsc70 das células MA104, necessários para iniciar a infecção por RV. Estes resultados contribuem para o conhecimento dos mecanismos básicos de ação antiviral de bactérias probióticas.


Asunto(s)
Humanos , Antivirales , Rotavirus/inmunología , Probióticos , Integrina beta3
20.
Univ. sci ; 23(2): 241-266, May-Aug. 2018. tab, graf
Artículo en Inglés | LILACS, COLNAL | ID: biblio-979547

RESUMEN

Abstract A new Cu(I) complex constructed by reaction of trithiocyanuric acid (ttc) and copper(II) perchlorate hexahydrate has been successfully synthesized by a slow sedimentation method in a DMF solvent at room temperature. The molecular structure of the compound was elucidated by MALDI-TOF MS, UV-Vis and FTIR spectroscopy, DSC-TGA analysis and magnetic susceptibility measurement. The proposed structure was corroborated by a computational study carried out with the Gaussian09® and AIMAII® programs using the RB3LYP hybrid DFT functional with both 6-31G and Alhrich-TZV basis sets. The calculated vibrational frequencies values were compared with experimental FTIR values. Photophysical properties of the synthesized complex were evaluated by UV-Visible spectroscopy and compared with computed vertical excitation obtained from TDDFT. The theoretical vibrational frequencies and the UV-Vis spectra are in good agreement with the experimental values. Additionally, the Frontier Molecular Orbitals (HOMO - LUMO) and the Molecular Electrostatic Potential of the complex was calculated using same theoretical approximation. The results showed the interaction between three coordinated ligand atoms and the Cu(I) ion.


Resumen Un nuevo complejo de Cu(I) elaborado por la reacción de ácido cianúrico (ttc) y perclorato de cobre(II) hexahidrato se sintetizó exitosamente por medio de un método lento de sedimentación en un solvente de DMF a temperatura ambiente. La estructura molecular del compuesto se determinó utilizando MS de MALDI-TOF, la espectroscopia de UV-VIS y de FTIR, el análisis de DSC-TGA y el análisis magnético de susceptibilidad. La estructura propuesta se corroboró por medio de un estudio computacional usando los programas Gaussian09® y AIMAII®, utilizando el híbrido RB3LYP DFT con los equipos 6-31G y Alhrich-TZV. Se compararon los valores calculados de las frecuencias vibracionales con los valores experimentales de FTIR. Se evaluaron las características fotofísicas del complejo sintetizado usando espectroscopia UV-visible y se compararon con la vibración vertical obtenida de TDDFT. Las frecuencias teóricas vibracionales y los espectros UV-VIS coinciden con los valores experimentales. Además, se calcularon las órbitas moleculares (HOMO - LUMO) y el potencial electrostático molecular del complejo usando la misma aproximación teórica. Los resultados demostraron la interacción entre tres receptores de átomos coordinados y el ion del Cu(I).


Resumo Um novo complexo de Cu(I) elaborado pela reação de ácido cianúrico (ttc) e perclorato de cobre (II) hexahidratado foi sintetizado de maneira exitosa por meio de um método lento de sedimentação em um solvente de DMF a temperatura ambiente. A estrutura molecular do composto se determinou utilizando MALDI-TOF, espectroscopia de UV-VIS e FTIR, DSC-TGA e análise magnético de susceptibilidade. A estrutura proposta se corroborou por meio de um estudo computacional usando os programas Gaussian09® e AIMAII®, utilizando o híbrido RB3LYP DFT com os equipamentos 6-31G e Alhirich-TZV. Se compararam os valores calculados das frequências vibracionais com os valores experimentais de FTIR. Se avaliaram as características fotofísicas do complexo sintetizado utilizando espectroscopia UV-VIS e se compararam com a vibração vertical obtida de TDDFT. As frequências teóricas vibracionais e os espectros UV-VIS coincidem com os valores experimentais. Além disso, se calcularam as órbitas moleculares (HOMO - LUMO) e o potencial eletrostático molecular do complexo utilizando a mesma aproximação teórica. Os resultados demonstraram a interação entre três receptores de átomos coordenados e o íon de Cu(I).


Asunto(s)
Estructura Molecular , Análisis Espectral , Complejos de Coordinación
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