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    Desarrollo de campos de fuerza para fluidos polares usando agua explícita

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    Los campos de fuerza más utilizados en simulaciones de dinámica molecular han sido parametrizados para reproducir la densidad del líquido y la entalpía de vaporización de componentes puros, y en versiones más recientes se ha introducido la energía libre de solvatación como propiedad objetivo. Como consecuencia de este proceso de parametrización, los componentes puros son razonablemente bien descritos; sin embargo, al estudiar mezclas multicomponente, es común encontrar que los campos de fuerza no reproducen correctamente la solubilidad. Es posible mejorar campos de fuerza a través de procedimientos sistemáticos e iterativos basados en relacionar parámetros del potencial intermolecular con propiedades macroscópicas experimentales. El 3SSPP (del inglés, Three Steps Systematic Parameterization Procedure) relaciona las cargas atómicas, con la constante dieléctrica; la ϵLJ que representa la atracción entre dos átomos, con la tensión super cial y la σLJ que es el tamaño efectivo del átomo, con la densidad del líquido. Sin embargo, se ha observado que al aplicar el 3SSPP en diversos sistemas, los parámetros nales no corrigen el problema de la incorrecta solubilidad y además no son transferibles a moléculas más grandes. En este trabajo de tesis se propone el desarrollo de potenciales de interacción para uidos polares utilizando un solvente explícito, en particular, el agua. Para ello, se extiende el procedimiento 3SSPP con un paso adicional que consiste en encontrar una distribución de carga empírica que reproduce la solubilidad en agua mientras se mantiene jo el momento dipolar que reproduce la constante dieléctrica. Además, se plantea el uso del cambio abrupto en la solubilidad, que los grupos funcionales de la química orgánica muestran cuando se agregan carbonos a su cadena hidrocarbonada, como una herramienta para balancear las interacciones electrostáticas y de van der Waals en el proceso de parametrización. También se estudia el efecto que las interacciones de puente de hidrógeno pueden tener en el coe ciente de autodifusión y la solubilidad de los uidos polares. Esta nueva manera de desarrollar potenciales es aplicada a alcoholes y cetonas de hasta ocho carbonos en su cadena hidrocarbonada obteniendo excelente acuerdo con datos experimentales de propiedades termodinámicas, de transporte y estructurales de componentes puros y de mezclas a diferentes temperaturas y presiones. Para evitar usar cargas empíricas en el proceso de reparametrización, se utilizaron cargas que son obtenidas a través de nuevos análisis de población. Estos análisis de población se calculan con una densidad electrónica generada a partir de un momento dipolar determinado que reproduce la constante dieléctrica experimental del líquido. Las nuevas distribuciones de carga, aplicadas a 35 moléculas, muestran una mejora en la constante dieléctrica calculada sin afectar los resultados obtenidos para otras propiedades termodinámicas calculadas con los campos de fuerza originales

    Análisis de la regulación autonómica vía la causalidad de Granger de los sistemas cardiovascular y respiratorio en la fibrosis pulmonar idiopática

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    Oxygen is essential for life, especially for aerobic organisms that depend on it for energy. Particularly in the human species, oxygen is vital for obtaining ATP and thus maintaining homeostasis. When a respiratory disease occurs, oxygen delivery is altered. The administration of supplemental oxygen to pulmonary patients is one of the first recommendations to contend with symptoms such as dyspnea and hypoxemia. However, the evidence of this group's autonomic response to oxygen is scarce and limited to COPD patients. In this sense, the present study aimed to characterize the temporal dynamic behavior of autonomic nervous system (ANS) regulation of the cardiovascular and respiratory systems, as well as the interactions between them, through the stimulation of chemoreceptors by oxygen supply in patients with idiopathic pulmonary fibrosis (IPF); under the hypothesis that these patients have a predominance of the sympathetic branch of the ANS, and supplemental oxygen helps to moderate it. This is a comparative and cross-sectional type study with an experimental design that includes the administration of supplemental oxygen by nasal cannula at low flow (3 L/min) after 10 minutes of rest in a supine position. The study was performed with a population sample of 20 patients with IPF (11 men, nine women) and 19 healthy pulmonary subjects as the control group (11 men, eight women) matched by age and anthropometric characteristics. Physiological information (ECG, impedance cardiography, non-invasive blood pressure, respiration, and SPO2) was acquired non-invasively. Through the construction of time series (RESP, BBI, SYS, and DIA), the physiological behavior was explored using linear (mean, rmssd, LF, HF) and nonlinear (symbolic dynamics and DFA) univariate analysis, as well as the interactions and causalities between them through the concept of Granger causality, mainly using instantaneous partial directed coherence. Through the analysis of hemodynamic variables, it was found that patients with IPF, in comparison to the control group, presented elevated heart rate, decreased stroke volume, decreased cardiac output, and elevated total peripheral resistance even under the condition of oxygen supply, which established the hypothesis that this elevation might be the result of a probable alteration in the regulatory control over the cardiovascular system or of local regulatory mechanisms. Accordingly, in a second study, a first approach to the autonomic profile of IPF patients was performed by classical analysis of temporal, spectral, and nonlinear indices of heart rate and blood pressure variability. Within the main findings of this study, we found that IPF patients compared to their control group under ambient air conditions, present: a) sympathetic predominance (BBI-mean, BBI-α2, SYS-rmssd, SYS-nLF); b) lower parasympathetic modulation (BBI-rmssd, BBI-HF, but not BBInHF), and c) evidence of possible damage at the autonomic level due to the disease by analysis of symbolic dynamics. This situation is preserved during oxygen supply for some indices, particularly with the BBI-LF/HF index. A different trend was found between IPF and its control group; while the former presented a tendency to increase, the control group went downwards, suggesting a possible sympatheticvagal imbalance. In addition, it was observed that supplemental oxygen supply mainly affects autonomic control over the heart. Therefore, through the study of the interactions, the behavioral patterns between the cardiovascular and cardiorespiratory systems were explored, where it was found that the group of patients with IPF presented depressed respiratory sinus arrhythmia and baroreflex, which did not recover with the administration of oxygen. This conclusion was obtained by analyzing the high and low-frequency bands of the time-frequency representation of the partial directed coherence in its extended version and the concept of Granger causality. The results suggest a warning about the physiological effects of acute oxygen therapy and highlight the importance of studying the induced deleterious effects.El oxígeno es fundamental para la vida, sobre todo para los organismos aeróbicos quienes dependen de éste para la obtención de energía. Particularmente, en la especie humana el oxígeno es fundamental para la obtención de ATP y de esa manera mantener la condición de homeostasis. Cuando se presenta una enfermedad respiratoria la obtención de oxígeno se ve alterada. La administración de oxígeno suplementario a pacientes pulmonares es una de las primeras recomendaciones clínicas para contender con los síntomas como la disnea e hipoxemia. Sin embargo, la evidencia sobre los efectos del oxígeno sobre la regulación autonómica cardiovascular y respiratoria en este grupo es escasa y restringida a pacientes con Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica. En ese sentido, el objetivo del presente estudio fue caracterizar el comportamiento dinámico temporal de la regulación del sistema nervioso autónomo (SNA) de los sistemas cardiovascular y respiratorio, así como de las interacciones entre los mismos, a través de la estimulación de quimiorreceptores por suministro de oxígeno, en pacientes con fibrosis pulmonar idiopática (FPI); bajo la hipótesis de que estos pacientes tienen un predominio de la rama simpática del SNA y el oxígeno suplementario ayuda a contrarrestarlo. La investigación que se desarrolló es de tipo comparativa y transversal, con un diseño experimental que incluye la administración por cánula nasal de oxígeno suplementario a bajo flujo (3 L/min) después de 10 minutos de reposo en posición supina. El estudio fue realizado con una muestra poblacional de 20 pacientes con FPI (11 hombres, 9 mujeres) y un grupo de 19 sujetos pulmonarmente sanos, como grupo control (11 hombres, 8 mujeres), pareado por edad y características antropométricas. Se adquirió información fisiológica (ECG, impedancia cardiográfica, presión arterial continua no invasiva, respiración y SPO2) de manera no invasiva. Mediante la construcción de series tiempo de variabilidad (RESP, BBI, SYS y DIA), se exploró el comportamiento fisiológico utilizando métodos univariados lineales (mean, rmssd, LF, HF) y no lineales (dinámica simbólica y DFA), así como las interacciones entre subsistemas fisiológicos mediante el concepto de causalidad de Granger, principalmente la coherencia parcial dirigida extendida. Mediante el análisis de las variables hemodinámicas se encontró que los pacientes con FPI en comparación con su grupo control presentaron frecuencia cardíaca elevada, volumen de eyección disminuido, gasto cardíaco disminuido y resistencia periférica total elevada aún bajo la condición de suministro de oxígeno, lo que estableció la hipótesis de que esta elevación puede ser resultado de una probable alteración en el control regulatorio sobre el sistema de cardiovascular o de los mecanismos locales de regulación. En consecuencia, en un segundo estudio, se realizó un primer acercamiento al perfil autonómico de los pacientes con FPI mediante el análisis clásico de los índices temporales, en frecuencia y no lineales de la variabilidad de la frecuencia cardiaca y la presión arterial. Dentro de los hallazgos principales de este estudio se encontró que los pacientes con FPI en comparación con su grupo control en condiciones de aire ambiente presentan: a) predominio simpático (BBI-mean, BBI-α2, SYS-rmssd, SYS-nLF); b) una modulación parasimpática menor (BBI-rmssd, BBI-HF, pero no BBI-nHF); y, c) evidencia de un posible daño a nivel autonómico debido a la enfermedad mediante el análisis de la dinámica simbólica. Esta situación se preserva durante el suministro de oxígeno para alguno de los índices; particularmente con el índice BBI-LF/HF se encontró una tendencia diferente entre FPI y su grupo control, mientras el primero presentó una tendencia a incrementar, el grupo control fue hacia la baja, sugiriendo un posible desbalance simpático-vagal. Además, se observó que el suministro de oxígeno suplementario afecta principalmente al control autonómico sobre el corazón. Por lo que a través del estudio de las interacciones se exploraron los patrones de comportamiento entre los sistemas cardiovascular y cardiorrespiratorio, en donde se encontró que el grupo de pacientes con FPI presenta una arritmia sinusal respiratoria y barorreflejo deprimidos, los cuales no se recuperaron con la administración de oxígeno. Esta conclusión fue posible obtenerse mediante el análisis de las bandas en alta y baja frecuencia de la representación tiempofrecuencia de la coherencia parcial dirigida en su versión extendida y el concepto de causalidad de Granger. Los resultados obtenidos sugieren una condición de alerta sobre los efectos fisiológicos de la terapia aguda con oxígeno y resaltan la importancia de estudiar particularmente los efectos deletéreos inducidos

    Estudio de cuprato de litio modificado con iones de metales de transición como cátodo alternativo para baterías de ion litio

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    Las estrategias de dopaje del Li2CuO2 reportadas en este trabajo demostraron que la adición de uno o dos cationes de metales de transición (MT) en una concentración nominal molar de 2.5 % es posible debido a que su incorporación provoca modificaciones en las propiedades estructurales del material como el volumen de la celda unitaria y la longitud de los parámetros de red, pero sin la presencia de fases secundarias; en específico en el Co-Li2CuO2, la concentración determinada por absorción atómica es muy similar a la concentración nominal utilizada en la síntesis. Respecto a la caracterización electroquímica, en una ventana de potencial de 1.5 a 4.2 V vs Li0 /Li+ , la adición de ion Co como dopante incrementa marginalmente la capacidad de descarga (203 mAhg-1 ) y la retención de carga (56.7 %) del material dopado, en comparación con la que presenta el material prístino sintetizado (202 mAhg-1 y una retención de 55.4 %). Contrariamente, los otros materiales dopados no mejoraron estas propiedades. El material dopado con ion Ni incrementó su capacidad de descarga (252 mAhg-1 ) en el primer ciclo con respecto al material prístino; sin embargo, la inestabilidad y disminución de la retención de carga (21.3 %) del material se asocian a la evolución de oxígeno y la formación de fases segregadas En los materiales dopados con dos MT se obtuvo una disminución de la capacidad de descarga (160 mAhg-1 del CoMn-Li2CuO2 y 182 mAhg-1 del NiMn-Li2CuO2) y una retención de carga (38.3 % y 39.3 % respectivamente) con respecto al material prístino. La adición de ion Mn como segundo MT influyó en la estabilidad del material en función del otro agente dopante ya que al adicionarse con iones Ni, se mejoró la estabilidad; sin embargo, al adicionarse con iones Co, se identificó un comportamiento contrario. Estas características permiten considerar al Co-Li2CuO2 como un material que podría ser apto para utilizarse como material catódico para baterías de ion Li.The Li2CuO2 doping strategies reported in this work demonstrate that the addition of one or two transition metal (TM) cations at a molar nominal concentration of 2.5 % is possible because its incorporation causes modifications in the structural properties of the material such as the unit cell volume and the length of the lattice parameters but without the presence of secondary phases; particularly in Co-Li2CuO2, the concentration determined by atomic absorption is very similar to the nominal concentration used in the synthesis. Regarding the electrochemical characterization, in a potential window of 1.5 to 4.2 V vs. Li0 /Li+ , the addition of Co ion as a dopant increases slightly the discharge capacity (203 mAhg-1 ) and charge retention (56.7 %) of the doped material, in comparison with that presented by the pristine material synthesized (202 mAhg-1 and 55.4 % of charge retention). Contrarily, the other doped materials didn´t improve these properties. The doped material with Ni ion increased its discharge capacity (252 mAhg-1 ) in the first cycle with respect to the pristine material; however, the instability and decreased charge retention (21.3 %) of the material are associated with the oxygen evolution and the segregated phases formation. In doped materials with two TM, a decrease in discharge capacity (160 mAhg-1 for CoMnLi2CuO2 and 182 mAhg-1 for NiMn-Li2CuO2) and charge retention (38.3 % and 39.3 % respectively) were obtained. The Mn ion addition as the second TM influenced in the material stability depending on the other doping agent, when was added with Ni ions, the stability improved; however, an opposite behavior was identified when was added with Co ions. These characteristics allow Co-Li2CuO2 to be considered as a material that could be suitable for use as cathode material for Li-ion batteries

    Expresiones de violencia en el entorno universitario: casos, protocolos y estrategias para su erradicación

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    Los trabajos que se reúnen en este libro intentan dar un panorama general de la magnitud del problema que enfrentan la academia y las instituciones de educación superior en México en cuanto a la violencia de género que se produce y reproduce en su interior. Desde diferentes disciplinas y áreas de investigación se muestra la complejidad del problema y la necesidad de imaginar y poner en práctica nuevas formas de solución que involucren a las colectividades que la padecen. Los nueve escritos que conforman la publicación, abordan casos específicos de violencias que se han suscitado en contextos académicos y universitarios, también se analiza la situación que guardan los protocolos de atención a la violencia de género en algunas instituciones de educación superior y, finalmente, se realizan propuestas de especialistas para erradicar toda forma de violencia en los contextos universitarios

    Propiedades probióticas y análisis proteómico de Pediococcus pentosaceus 1101

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    Pediococcus pentosaceus 1101 se identificó mediante la secuenciación del gen ARNr 16S y MALDI-Biotyper. La cepa se expuso a condiciones similares a las del tracto gastrointestinal (TG) para evaluar sus propiedades probióticas. Ello incluía la cinética de crecimiento, las actividades proteolíticas e inhibitorias dentro de un rango de pH; su supervivencia a pH bajo y en presencia de sales biliares; la actividad antagonista, las propiedades de adhesión celular y la resistencia a los antibióticos. A continuación, se realizó un análisis genómico y proteómico que implicó la identificación de las proteínas obtenidas en condiciones de control y gastrointestinales. La cepa mostró actividad antagonista frente a bacterias Gram negativas y Gram positivas, alta resistencia a la acidez (87% de tasas de supervivencia logarítmica, pH 2) y a las sales biliares (99% de tasas de supervivencia logarítmica, 0.5% p/v) y unión hidrofóbica; así como sensibilidad a la penicilina, la amoxicilina y el cloranfenicol. Por otra parte, P. pentosaceus 1101 tiene un genoma de 1.76 Mbp con 1,754 secuencias codificantes, 55 ARNr y 33 ARNt. El análisis proteómico mostró que 120 proteínas estaban implicadas en mecanismos en los que la cepa percibe los efectos de las sales ácidas y biliares. Además, la cepa produce al menos una enzima lítica (N-acetilmuramoil-L-alanina amidasa; 32 kDa), que puede estar relacionada con la actividad antimicrobiana. Por tanto, las proteínas identificadas pueden ser un factor clave en la adaptación de P. pentosaceus 1101 al TG y estar asociadas a sus propiedades tecnológicas y probióticas. Basándonos en los resultados del presente estudio, Pediococcus pentosaceus 1101 podría tener potencial para su uso como probiótico, ya que puede sobrevivir al paso al intestino, o podría utilizarse como cultivo bioprotector en alimentos fermentados debido a su capacidad para competir con microorganismos alterantes y patógenos. Hemos obtenido una serie de resultados que aportan información sobre cómo responden molecularmente los probióticos al estrés durante el tránsito gastrointestinal y que también podrían ser útiles para la selección de cepas que intervienen en el procesado de alimentos.Pediococcus pentosaceus 1101 was identified by sequencing of the 16S rRNA gene and MALDI-Biotyper. The strain was exposed to conditions that resemble the gastrointestinal tract (GT) to evaluate its probiotic properties. That included the growth kinetics, proteolytic and inhibitory activities within a pH range; its survival at low pH and in the presence of bilesalts; the antagonistic activity, cell-adhesion properties, and antibiotic resistance. Followed by a genomic and proteomic analysis that involved the identification of proteins obtained under control and gastrointestinal conditions. The strain showed antagonistic activity against Gram-negative and Gram-positive bacteria, high resistance to acidity (87% logarithmic survival rate, pH 2) and bile salts (99% logarithmic survival rate, 0.5% w/v) and hydrophobic binding; as well as sensitivity to penicillin, amoxicillin, and chloramphenicol. On the other hand, P. pentosaceus 1101 has a genome size of 1.76 Mbp with 1,754 coding sequences, 55 rRNAs and 33 tRNAs. The proteomic analysis showed that 120 proteins were involved in mechanisms in which the strain senses the effects of acid and bile salts. Besides, the strain produces at least one lytic enzyme (N-acetylmuramoyl-L-alanine amidase; 32 kDa), that may be related to the antimicrobial activity. Therefore, proteins identified may be a key factor when it comes to the adaptation of P. pentosaceus 1101 into the GT and associated with its technological and probiotic properties. Based on the results of the present study, Pediococcus pentosaceus 1101 could have potential for use as a probiotic, as it can survive the passage to the gut, or could be used as a bioprotective culture in fermented foods due its ability to compete with spoilage and pathogenic microorganisms. We obtained a series of results that provide information on how probiotics respond molecularly to stress during gastrointestinal transit and that could also be useful for the selection of strains involved in food processing

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