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Long-term stability of residual hearing and hearing performance in complex acoustic environments in cochlear implant users with electric-acoustic stimulation
No full textTese de mestrado, Neurociências, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2024Os implantes cocleares são reconhecidos como os dispositivos neuroprotéticos mais avançados atualmente e tornaram-se o tratamento padrão para indivíduos com perda auditiva neurossensorial severa a profunda que não se beneficiam suficientemente dos aparelhos auditivos de amplificação sonora. Um implante coclear funciona convertendo sons em sinais elétricos que estimulam diretamente o nervo auditivo, contornando as partes danificadas do ouvido interno. Embora os implantes cocleares ofereçam uma representação acústica menos detalhada em comparação com a audição natural, especialmente no que diz respeito às pistas espectro-temporais, eles melhoram significativamente a perceção da fala na maioria dos pacientes. Indivíduos com perda auditiva severa a profunda em altas frequências e audição residual significativa em baixas frequências (ou seja, perda auditiva descendente) inicialmente não eram candidatos a implantes cocleares convencionais. Isso se devia ao risco de danos à cóclea durante a cirurgia, comprometendo a audição residual. No entanto, esses pacientes frequentemente enfrentam dificuldades na adaptação às próteses auditivas tradicionais.
Em 1999, o conceito de estimulação eletroacústica combinada (EAS) foi proposto por um grupo da Universidade de Frankfurt (von Ilberg et al., 1999). Esses sistemas integram a estimulação elétrica das porções basais do gânglio espiral com a estimulação acústica simultânea das frequências mais baixas, localizadas na região apical, fornecida por um aparelho auditivo. Isso significa que a capacidade de ouvir sons de baixa frequência pode ser aprimorada através da amplificação acústica integrada ao implante coclear. O uso da EAS requer a preservação da audição residual após a cirurgia e, para garantir benefícios a longo prazo, é fundamental que a audição residual permaneça estável a longo termo. Sabe-se que a audição residual em baixas frequências pode deteriorar-se ao longo do tempo, pelo que a avaliação contínua da sua estabilidade a longo prazo é essencial. Além disso, embora os pacientes que utilizam EAS tenham bom desempenho nos testes de perceção de fala realizados no silêncio e na presença de ruído competitivo, eles relatam maior esforço auditivo e dificuldades na perceção da fala em ambientes acústicos complexos. Os testes clínicos de fala são tipicamente realizados em ambientes controlados, como em cabines acusticamente tratadas, e não reproduzem cenários de audição da vida real, que muitas vezes envolvem ruído de fundo e reverberação. Como resultado, os testes clínicos atualmente usados podem não capturar totalmente o desempenho auditivo do indivíduo em situações cotidianas.Esta tese está dividida em duas partes. A primeira parte é uma análise retrospetiva da preservação auditiva a longo prazo após cirurgia de implante coclear em pacientes candidatos a EAS do Hospital Universitário de Frankfurt, Alemanha. A segunda parte é uma investigação prospetiva da perceção da fala, esforço auditivo e localização sonora em usuários de EAS.
Objetivos
1) Avaliar a estabilidade a longo prazo da audição residual após cirurgia de implante coclear com preservação auditiva e avaliar o uso a longo prazo da EAS.
2) Avaliar a perceção de fala e o esforço auditivo de pacientes com EAS em ambientes auditivos complexos. Analisar a localização auditiva de usuários de EAS.
Métodos
1) A preservação auditiva a longo prazo de 87 indivíduos com EAS (110 orelhas) foi avaliada através de uma análise retrospetiva de prontuários. Os resultados foram avaliados através da análise dos limiares de condução aérea obtidos durante o acompanhamento clínico no Hospital Universitário de Frankfurt, Alemanha, em vários momentos, incluindo pré-operatório, 3, 6 e 12 meses de pós-operatório, e a medida mais recente (a longo prazo) disponível. Neste estudo foi utilizada a definição de preservação auditiva do grupo HEARRING (Skarzynski et al., 2013), complementada pela análise da média tonal nas frequências baixas.
2) Este estudo avaliou a perceção de fala e o esforço auditivo subjetivo de seis usuários de EAS em uma situação simulada de escuta em uma sala de aula com acústica desfavorável. O ambiente era caracterizado pela coexistência de reverberação e ruído modulado, com uma separação angular de 60° entre a fonte de fala e o ruído. Os limiares de receção de fala (SRT) em condições de ruído modulado e contínuo foram avaliados utilizando o Oldenburg Sentence Test (OLSA). Para análises do esforço auditivo subjetivo, foi utilizado o método ACALES (Adaptive Categorical Listening Effort Scaling procedure) (Krueger et al., 2017). Alem disso, avaliou-se o desempenho dos participantes na localização sonora utilizando diferentes tipos de estímulos: passa-baixo, passa-alto e banda larga.
Resultados
1) O período médio de observação a longo prazo foi de 70,4 meses. Durante os primeiros três meses de seguimento, todos os participantes apresentaram preservação auditiva, sendo 54% com preservação total e 46% com preservação parcial, de acordo com a escala de preservação auditiva HEARRING. No acompanhamento a longo prazo, 21,3% mantiveram preservação auditiva completa, 70,5% apresentaram preservação parcial e 8,2% preservação mínima. Nenhum dos participantes desenvolveu perda auditiva completa ao longo do estudo. Além disso, 81,6% continuam utilizando o EAS a longo prazo. 80,5% dos participantes mantiveram audição residual funcionalmente relevante, entre os quais 88,6% permanecem usuários do EAS a longo prazo.
2) Os participantes apresentaram limiares de receção de fala (SRTs) significativamente melhores em condições de ruído modulado em comparação com ruído contínuo. De modo geral, também obtiveram SRTs melhores quando a fala era separada do ruído, embora essa diferença não tenha atingido significância estatística, mas foi considerada clinicamente relevante. Os SRTs em condições de reverberação e ruído modulado apresentaram uma deterioração significativa em comparação com a condição de campo livre. O esforço auditivo em ambiente reverberante foi significativamente maior do que em campo livre. Nos testes de localização sonora, não foi identificado qualquer impacto significativo das características espectrais dos estímulos (passa-baixo, passa-alto ou banda larga) no desempenho dos participantes.
Conclusão:
1) A audição residual após o implante coclear com preservação auditiva mostra-se, na maioria dos pacientes, suficientemente estável para possibilitar o uso prolongado da EAS. No entanto, uma limitação da classificação HEARRING é sua incapacidade de prever diretamente o uso da EAS pelos pacientes, pois avalia apenas a alteração relativa da audição, sem levar em conta a quantidade absoluta de audição residual funcional.
2) O acesso a pistas acústicas de baixa frequência, incluindo a frequência fundamental e a Diferença de Tempo Interaural (ITD), pode ser uma das razões pelas quais os usuários de EAS apresentam melhor perceção de fala em ambientes com ruído modulado em comparação com ruído contínuo. No entanto, a reverberação em presença de ruído modulado ainda exerce um impacto significativo na perceção de fala desses indivíduos. Embora os usuários de EAS sejam sensíveis à ITD nas frequências mais baixas, a hipótese de que sinais passa-baixo proporcionariam uma melhor localização sonora em relação aos sinais passa-alto não pôde ser confirmada no presente estudo. O impacto positivo da estimulação acústica na perceção da fala em ruído modulado, assim como o efeito da separação das fontes sonoras e da audição residual no esforço auditivo, não pôde ser confirmado neste estudo. Isso provavelmente se deve ao número limitado de participantes, que pode não ter sido suficiente para revelar resultados estatisticamente significativos. Outros pacientes usuários de EAS serão convidados a participar da pesquisa em andamento. Levando em conta que os usuários de EAS continuam a enfrentar dificuldades na compreensão da fala em ambientes acústicos complexos, é crucial que os testes clínicos de fala repliquem cenários de audição do cotidiano. Além disso, a mensuração do esforço auditivo — uma das principais queixas dos indivíduos com perda auditiva — deve ser integrada à rotina clínica. Dado o grande volume de evidências clínicas que demonstram o benefício adicional da EAS em comparação com a estimulação elétrica isolada ou a estimulação acústica isolada, a EAS deve se tornar a opção de tratamento padrão para indivíduos com perda auditiva descendente que não obtêm benefícios suficientes com a amplificação convencional.Background: The success of EAS depends on preserving residual hearing after cochlear implantation and maintaining its stability post-surgery; however, low-frequency residual hearing can diminish over time. Furthermore, although EAS users perform well on speech perception tests in quiet and noisy settings, they experience increased listening effort and difficulty in speech perception in complex acoustic environments. Clinical tests may not fully reflect their hearing performance in real-life situations.
Objectives: 1) To evaluate the long-term stability of residual hearing after cochlear implantation with EAS. 2) To evaluate EAS users' hearing performance and listening effort in complex listening environments.
Methods: 1) Long-term hearing preservation (HP) of 87 EAS subjects (110 ears) was evaluated. HP outcomes were assessed by analyzing air conduction thresholds obtained during clinical follow-ups at the University Hospital in Frankfurt at several time points, including the most recent (long-term) available measurement. 2) The listening performance and the subjective listening effort from 6 EAS users were assessed in a simulated listening situation in a classroom with rather bad room acoustics.
Results: 1) At long-term follow-up (mean 70.4 months), 21.3% showed a complete HP, 70.5% partial HP, and 8.2% minimal HP. None of the subjects experienced complete hearing loss over the entire follow-up period. 81.6% of the ears continue to use EAS on a long-term basis. 2) The EAS users achieved significantly better SRTs in modulated noise compared to continuous noise. The SRTs in reverberation deteriorated significantly compared to the free-field condition. The listening effort in reverberation was significantly higher than in free-field conditions.
Conclusion: Residual hearing after EAS cochlear implantation is for most patients stable enough to allow long-term use of EAS. Clinical tests should mimic real-life listening scenarios. Room simulations, for example, could better assess their hearing performance in everyday situations. Furthermore, the measurement of the listening effort, one of the primary complaints of individuals with hearing loss, should be incorporated into the clinical routine
The regnal years of Amalaric: revisiting the sources
No full textIn 511, Amalaric, who was still a child, became king of the Visigoths, with the Ostrogothic king Theoderic acting as his senior king or his regent. Almost all modern researchers claim that this situation did not change until Theoderic’s death in 526. However, this means dismissing as incorrect the information transmitted by the acta of the Second Council of Toledo of 527: the bishops date the Council to the fifth year of Amalaric’s reign, which would place his accession in 522/3. In this paper, I reconsider the chronology of Amalaric’s reign before Theoderic’s death. For this purpose, I revisit the relevant source material and the textual problems surrounding the Second Council of Toledo. I argue that Amalaric must have been promoted in some way in 522/3 and look at the contemporary political situation in Italy to make a tentative reconstruction of the events.Volumen realizado con la contribución del proyecto de investigación «Lexicon Latinitatis Medii Aevi Regni Legionis, s. VIII-1230» (PID2019-107276GB-I00/AEI/10.13039/ 501100011033), subvencionado por la Agencia Estatal de Investigación del Gobierno de Españainfo:eu-repo/semantics/publishedVersio
Physical-chemical instability of Moscatel de Setúbal fortified wine
No full textMestrado em Engenharia de Viticultura e Enologia / Instituto Superior de Agronomia, Universidade de Lisboa. Faculdade de Ciências, Universidade do Porto.Moscatel de Setúbal is a distinguished Portuguese fortified wine prone to physical-chemical instabilities that can manifest as turbidity and sediments after bottling, favoured by the intrinsic characteristics of the grape variety (Muscat of Alexandria) and by the winemaking technology, which is characterized by the interruption fo the alcoholic fermentation with wine spirit or alcohol (fortification) and prolonged skin maceration process. In this study the physical-chemical characteristics of Moscatel de Setúbal wines, both clear and turbid with sediment, were first examined. Through a series of specific tests, the involvement of chemical species potentially responsible for turbidity was investigated, including tartrates, proteins, metals, polysaccharides, and polyphenols. Different tests were applied on clear wines to evaluate the susceptibility to develop turbidity, and on unstable wines with sediment to evaluate the origin of their deposit. The tests conducted on the wine deposits confirmed that the unstable nature of Moscatel de Setúbal seems primarily due to the phenolic compounds, most probably related to the intrinsic characteristics of the grape variety used and the particular winemaking process. The outcomes of the study provide an understanding of the instability nature and suggest possible interventions to improve the stability and quality of the wine.O Moscatel de Setúbal é um vinho generoso português distinto, propenso a instabilidade físico-química que se pode manifestar por turvação e formação de sedimentos após o engarrafamento. Os fenómenos de instabilidade físico-química são favorecidos pelas caraterísticas intrínsecas da casta Moscatel de Setúbal e pela tecnologia de vinificação, caracterizada pela interrupção da fermentação alcoólica com aguardente vínica ou álcool (fortificação) e maceração pelicular prolongada. Neste estudo foram analisadas as caraterísticas físico-químicas de vinhos Moscatel de Setúbal, límpidos e turvos com sedimento. Através de uma série de testes específicos, foi avaliado o envolvimento de compostos potencialmente responsáveis pela turvação, nomeadamente tartaratos, proteínas, metais, polissacáridos e polifenóis. Os testes foram aplicados em vinhos límpidos para avaliar a suscetibilidade de desenvolver turbidez e em vinhos turvos com sedimentos para avaliar a natureza do seu depósito. Os ensaios efectuados nos sedimentos confirmaram que a instabilidade do Moscatel de Setúbal se deve principalmente a compostos fenólicos, e em ligação comas caraterísticas intrínsecas da casta utilizada e com o processo de vinificação específico. Os resultados do estudo contribuem para a compreensão da a naturezada instabilidade, e permitem sugerir possíveis intervenções para melhorar a estabilidade e a qualidade do vinho.N/
Predicting Clinically Relevant Endpoints in ALS using Multi-label Classification
No full textTese de mestrado, Engenharia Informática, 2025, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasAmyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a devastating disease, characterized by the progressive loss of motor neurons, causing muscular impairment. This disease has no cure, and has a
reduced life expectancy of 3-5 years. The common procedure is to perform clinical interventions
that aid the patient, being it to either improve their life expectancy or to improve their quality of
life. However, this disease has an highly clinical heterogeneity making it a hard task for clinicians
to perform decisions. Some relevant clinical interventions performed as the disease progresses
are: 1) Non-invasive Ventilation - shown in multiple studies to increase life expectancy; 2) Auxiliary Communication Device - increases the well being of the patients by enabling communication;
3) Percutaneous Endoscopic Gastrostomy - increases life expectancy by providing nutrition; 4)
Caregiver - improves quality of life when the disease starts spreading; 5) Wheelchair - improves
quality of life by enabling the patient to move after losing the ability to walk. This dissertation
presents a study on the evolution of these endpoints, by showing the common progression patterns
between them and which onset regions might have an impact on the progression. Then, two prognostic models are trained to predict which of these clinical endpoints will occur within k days.
The first uses independent models for each of the endpoints. The second uses multi-label classification methods that take into account the interrelation between the labels. To my knowledge, this
is the first approach that uses multi-label classification to perform prognosis prediction on ALS.
The multi-label prognostic model obtained promising results to perform prognosis prediction, but
further studies need to be performed to create a validation method for this kind of approach and to
have an accurate comparison with the independent models
The role of β-Hydroxybutyrate on the energetic homeostasis of synapses and neurons
No full textTese de mestrado, Investigação Biomédica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2024O cérebro é conhecido por ser um órgão com uma exigência energética muito alta. Para satisfazer esta necessidade, o cérebro utiliza glucose como fonte principal de energia. No entanto, o cérebro tem a capacidade de adaptar o seu metabolismo durante condições de baixos níveis de glucose, usando outros substratos para produção de ATP, como é o caso dos corpos cetónicos. Os corpos cetónicos são moléculas pequenas e solúveis em água, derivadas do metabolismo dos ácidos gordos. Eles são sintetizados praticamente em exclusivo no jgado durante períodos de níveis reduzidos de glucose no sangue, como por exemplo, em períodos de jejum ou através de uma dieta pobre em hidratos de carbono (Dieta cetogénica). O corpo cetónico mais abundantemente identificado no sangue designa-se por β-hidroxibutirato (β- HB). Este substrato é relevante para o sistema nervoso, visto que pode ser metabolizado pelas mitocôndrias neuronais, produzindo acetil-Coenzima A, que por sua vez, atua como um substrato no ciclo do ácido cítrico, resultando na produção de ATP por meio do processo de fosforilação oxidativa. Nos neurónios, as mitocôndrias localizadas nas sinapses, denominadas mitocôndrias sinápticas, têm um perfil bioquímico específico e distinto que se adequa ao ambiente exigente onde se localizam. Especificamente, a região sináptica é conhecida por ser um ambiente no qual existe uma necessidade energética muito intensa, visto que uma grande quantidade de ATP é necessária para manter os potenciais de membrana neuronal e permitir a comunicação entre os neurónios. Nesse sentido, o laboratório anfitrião realizou uma análise proteómica com o objetivo de comparar o perfil proteico das mitocôndrias sinápticas com o das não sináp ticas, que se localizam primariamente no corpo celular dos neurónios, bem como noutros tipos de células neurais. Das várias diferenças encontradas, foi constatado que as enzimas envolvidas no catabolismo dos corpos cetónicos apresentavam uma expressão mais elevada nas mitocôndrias sinápticas em comparação com as não sinápticas. Tendo por base a análise proteómica acima referida, este trabalho teve como objetivo revelar o papel do β-HB na manutenção da homeostase energética das mitocôndrias sinápticas e dos neurônios. Como modelo experimental inicial, utilizámos frações isoladas de mitocôndrias sinápticas e não-sinápticas de murganhos wild type C57Bl/6J com 8 semanas. Começámos por avaliar os níveis e a função das enzimas do catabolismo dos corpos cetónicos, 3- hidroxibu7rato desidrogenase (BDH1) e Succinil CoA: 3-oxoácido CoA transferase (SCOT), bem como o efeito do β-HB na respiração destas populações específicas de mitocôndrias. De forma a analisar os níveis de expressão destas enzimas recorremos a técnica de Westernblot. Usando frações mitocondriais sinápticas e não-sinápticas de 4 isolamentos independentes, não foram detetadas diferenças substanciais nos níveis de expressão destas enzimas quando comparadas ambas as frações. Com o intuito de analisar a função destas enzimas nas duas frações de mitocôndrias (sinápticas e não-sinápticas), recorremos ao teste Mitoplate S-1 (adaptado para a utilização exclusiva de β-HB), que permite averiguar a atividade enzimática das enzimas do catabolismo dos corpos cetónicos e da transferência dos eletrões provenientes do mesmo à cadeia de transporte de eletrões. Usando frações mitocondriais sinápticas e não-sinápticas de 6 isolamentos diferentes, realizámos 6 testes Mitoplate S-1. Os resultados obtidos destes testes indicam que as mitocôndrias não sinápticas apresentam uma atividade enzimática significativamente maior (+53,3%) em comparação com as mitocôndrias sinápticas. Por último, analisámos o possível efeito do β-HB na capacidade respiratória das mitocôndrias isoladas de ambas as frações, através do Mitostress test usando o Seahorse Extracellular Flux 24 Analyzer. Este ensaio permite a monotorização em tempo real do consumo de oxigênio das mitocôndrias isoladas ou em células. Visto que a transferência de eletrões pela cadeia de transporte de eletrões termina na redução de oxigénio, o consumo de oxigénio pode ser usado como medida para analisar a respiração mitocondrial. Durante o ensaio, diferentes moduladores do processo de fosforilação oxidativa são introduzidos no tampão/meio das mitocôndrias/células e através da resposta em termos de consumo de oxigénio a estes moduladores é possível quantificar vários parâmetros de flexibilidade respiratória das mitocôndrias. Com base nos resultados obtidos deste ensaio, a presença de β-HB apresenta uma tendência em contribuir para um aumento específico da respiração basal das mitocôndrias sinápticas, sendo a magnitude da mesma, dependente da concentração de β-HB. No entanto, o β-HB parece não ter um impacto significativo na flexibilidade respiratória das mitocôndrias, tanto sinápticas como não-sinápticas. Para investigar o impacto dos corpos cetónicos, sob a forma de β-HB, num contexto celular mais completo, utilizámos neurónios primários isolados de embriões (E18) de murganhos wild type C57Bl/6J como modelo experimental. Como parâmetros de avaliação, estudou-se o efeito da suplementação de β-HB na manutenção da homeostase energética dos neurónios, através do seu efeito nos níveis de conteúdo de Adenosina trifosfato (ATP) neuronal, bem como na capacidade respiratória dos neurónios quando expostos a diferentes fontes de combustável em condições de baixa disponibilidade de glucose, simulando, assim, um cenário de privação de substratos. Isto permitu-nos averiguar se o papel do β-HB na bioenergética dos neurónios é independente ou condicionado por outros substratos. Para avaliar os níveis de ATP, recorremos à utilização de um ensaio de detenção de luminescência com base na reação do ATP com Luciferina, cuja reação é catalisada pela Luciferase. Este ensaio permite estimar a concentração de ATP presente nos neurónios com base na intensidade da luminescência produzida pelo produto desta reação. Começámos por incubar os neurónios em meio de cultura contendo diferentes concentrações de glucose (25mM, 5mM, 1mM e 0mM) e na presença ou ausência de 5mM de β-HB por um período de 48h. Com estas condições experimentais, observámos uma redução significativa nos níveis de ATP em condições de escassez de glucose (5mM, 1mM e 0mM) quando comparado com a condição controlo (25mM glucose). Em adição, as reduções dos níveis de ATP foram tanto maiores quanto menor a disponibilidade de glucose no meio. Em relação ao efeito de β-HB nos níveis de ATP, observámos que este contém alguma capacidade de restaurar estes níveis. Notavelmente, o impacto do β-HB demonstra uma tendência para ser mais acentuado consoante o decréscimo da concentração de glucose. De seguida, avaliámos este efeito em períodos de incubação mais pequenos, 1 hora e 24 horas, utilizando o meio de incubação contendo 5mM de glucose e na presença ou ausência de β-HB (0mM, 5mM ou 10mM). Os resultados destes ensaios demonstraram um efeito semelhante ao observado no período de 48h. Observámos um aumento dos níveis de ATP correlacionado com a concentração de β-HB. Notavelmente, a capacidade do β-HB em restaurar os níveis de ATP é aumentado em períodos mais curtos como o de 1 hora, em que 5mM e 10mM β-HB restauram respe7vamente 49% e 73% dos níveis de ATP detetados no controlo (NB). Para avaliar o efeito do β-HB na capacidade respiratória dos neurónios, recorremos ao Mitostress test, semelhante ao que foi descrito acima no contexto de mitocôndrias isoladas. Nos ensaios realizados com um período de incubação de 48 horas e 24 horas, a capacidade respiratória dos neurónios expostos a condições de privação de glucose foi comprometida, sendo que os neurónios não reagiram às injeções dos moduladores respiratórios. No entanto, nos ensaios com incubações mais curtas (1 hora), a capacidade respiratória permaneceu funcional e a presença de 5mM de β-HB levou a um aumento da mesma. Adicionalmente, confirmámos a capacidade dos neurónios em manter a capacidade respiratória na ausência de outros substratos (Piruvato e L-glutamina). Este aumento da capacidade respiratória foi principalmente evidente ao nível da respiração máxima, assemelhando-se a uma possível necessidade de aumentar a produção de ATP. Estes resultados são indicativos que a presença de β-HB em períodos de alta necessidade energética é benéfico para os neurónios, permitindo com que os mesmos mantenham flexibilidade para corresponder a estas necessidades. Em suma, este trabalho destaca as vantagens do β-HB como fonte de combustável neuronal em condições de disponibilidade limitada de substratos. Tendo vindo a ganhar especial destaque nos últimos anos, a possibilidade de haver uma fonte de produção de corpos cetónicos dentro do cérebro proveniente de outras células neurais, sugere que o β-HB possa ter um impacto no suporte energético dos neurónios ainda mais significativo, principalmente durante períodos de stress.The brain is a very energy-demanding organ, primarily relying on glucose as its main source of fuel to sustain its functions. However, the brain can adapt its metabolism in conditions of low glucose levels and utilize other substrates to fuel ATP production such as Ketone bodies (KBs). KBs are small, water-soluble molecules derived from famy acid metabolism. They are primarily synthesized in the liver during periods of reduced glucose availability, such as fasting or a low-carbohydrate diet. The most prevalent KB, β-hydroxybutyrate (β-HB), can be metabolized by neurons in their mitochondria to generate acetyl-CoA that can be used to fuel the citric acid cycle (TCA cycle) and produce ATP through Oxidative phosphorylation (OXPHOS). Synaptic mitochondria, the mitochondria present at the synapses in neurons, possess distinct biochemical properties that suit their environmental needs. Specially, the synaptic region is known to be a very energetic environment, as a great amount of ATP is required to maintain neuronal membrane potentials and allow communication between neurons. In line with this, the host laboratory performed a proteomic screen to compare synaptic mitochondria with other non-synaptic mitochondria located mainly in the neuronal cell body and other neural cells. From several hits, enzymes involved in the catabolism of KBs were found to be upregulated in synaptic mitochondria when compared to non-synaptic ones. Further building on these findings, this work intended to unveil the role of β-HB in the energetic homeostasis of synaptic mitochondria and neurons. For this, we used isolated fractions of synaptic and non-synaptic mitochondria from wild-type C57Bl/6J mice. We evaluated the levels and the function of the Ketolysis enzymes, 3-Hydroxybutyrate Dehydrogenase 1 (BDH1) and succinyl CoA: 3-oxoacid CoA transferase (SCOT), and also the effect of β-HB on overall mitochondrial respiration of these two mitochondrial populations. Our results indicate that at steady state non-synaptic mitochondria exhibit significant higher enzymatic activity in catabolising β-HB and fuelling the electron transport chain (ETC) (+53,3%). In addition, β-HB does not seem to have a significant impact on the respiratory flexibility of mitochondria. Nevertheless, the presence of β-HB appears to lead to a specific and dose-dependent increase in the basal respiration of synaptic mitochondria. To investigate the impact of β-HB in maintaining energetic homeostasis of neurons we evaluated its ability to sustain ATP levels and respiratory capacity when neurons were exposed to different fuel sources and subjected to low glucose conditions, simulating a state of starvation. For this, we used primary neurons isolated from wild-type C57Bl/6J mice and assessed ATP content and performed mitochondrial respiratory rates. We observed a significant reduction in ATP levels when glucose was scarce, and β-HB showed the ability to partially restore these levels, with the extent of recovery depending on the duration of glucose deprivation. Notably, the impact of β-HB appeared to be more pronounced as glucose concentrations decreased. The respiratory rate assays provided insights into the respiratory capacity of neurons during starvation. For longer periods of 48h and 24h, the respiratory capacity was compromised. However, over shorter durations such as 1h, the respiratory capacity remained functional and even increased when exposed to 5mM of β-HB. This increase in capacity was particularly observed in their ability to enhance maximal respiration, resembling a response to increased ATP demand. This work highlights the energy-providing advantages of β-HB as a neuronal fuel source in conditions of limited fuel, specifically glucose, availability. Considering the potential of astrocytes as β-HB producers, it suggests that the role of β-HB in supporting stressed neurons could be more significant than initially anticipated
Spatial-temporal trends in diversity and abundance of elasmobranchs in Frégate Island, Seychelles
No full textTese de mestrado, Ciências do Mar, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasLittle is known about the diversity and abundance of elasmobranch (sharks, rays, skates) in Frégate
Island in the Seychelles. From the 2021 marine biodiversity assessment report, elasmobranchs were
excluded from further statistical analysis. The present dissertation aimed to evaluate spatial and
temporal trends in elasmobranch richness and abundance using a non-invasive method, Baited Remote
Underwater Video Systems (BRUVS) and visual census between the years 2019 - 2022. A total of 18
different elasmobranch species, within 5 different orders, were recorded during the study: 9 shark
species, and 9 ray species. The results show that all species encountered except for one (Torpedo
fuscomaculata), are facing some extinction risk based on the IUCN categorization; 50% of all species
observed in this study are listed as Vulnerable (VU), followed by 28% listed as Endangered (EN), 11% as
Critically Endangered (CR), 6% under Near Threatened (NT), and lastly 5% as Data Deficient (DD).
Regarding abundance, the top three elasmobranchs were: Carcharhinus amblyrhynchos, Nebrius
ferrugineus, Triaenodon obesus. The least common elasmobranchs were Carcharhinus melanopterus,
Negaprion acutidens, Mobula sp. Temporal analysis revealed no significant differences in abundance
values between years and months. Spatially, higher values were found in deeper coastal sites,
particularly those farther from Frégate Island and the four seamount locations, displaying significant
depth-related differences. Environmental factors had minor impacts. Juvenile Tiger sharks (Galeocerdo
cuvier) were consistently present in October and November, suggesting Frégate Island as a potential
nursery area, necessitating further investigation. This study establishes a baseline for elasmobranch
species richness and abundance, offering insights for future population studies and the identification of
potential nursery grounds around the island
Essays on crypto assets and their role in financial markets
No full textDoutoramento em Gestão com especialidade em FinançasThe present dissertation examines the role of cryptocurrencies within the financial landscape. The main goal of this dissertation is to understand the phenomena of cryptocurrencies and their relationships with the financial markets from the investment/investor perspective. This dissertation adopts a cumulative approach supported on systematic literature review and structured around a series of essays that collectively provide a comprehensive analysis of cryptocurrency markets relationships in the financial markets. The collection of essays offers insights into the emotional dynamics of investors, the strategic uses of cryptocurrencies during economic shocks, and the influence of AI and sustainable advancements on cryptocurrency markets.
The first section of the thesis includes a systematic literature review that identifies and categorizes the existing body of research on cryptocurrency investments. Employing VOSviewer bibliographic coupling, 482 articles from the ABS 2021 journal list are analyzed, revealing four distinct clusters of literature: investor behavior and sentiment, portfolio diversification and hedging properties, market microstructure and efficiency, and volatility and risk management. This structured review sets the stage for the subsequent empirical essays.
The first essay contributes with empirical evidence to investor behavior and sentiment literature cluster. It delves into the emotional interconnectedness among various financial markets. This study documents the temporal fluctuations, showing how markets switch between being net receivers and net transmitters of emotions based on market conditions, which emphasizes their adaptive nature. The research further explores the asymmetric behavior of emotions, particularly emphasizing fear as a significant catalyst enhancing market interconnectedness. Additionally, it details how the roles of markets vary with the intensity of sentiments like greed and fear through asymmetric quantile analysis, demonstrating how different levels of emotional intensity influence market dynamics.
The second essay investigates the interaction between cryptocurrencies and Economic Policy Uncertainty (EPU) during the distinct phases of the COVID-19 pandemic. The analysis reveals that cryptocurrencies respond variably to EPU, with the relationship being most pronounced during acute phases of the pandemic. These findings suggest that cryptocurrencies do not consistently act as safe havens but rather as speculative assets that are highly sensitive to policy changes and investor sentiment. In the third essay, the focus shifts to the geopolitical context of the Russia-Ukraine conflict, examining cryptocurrencies' role during war times. This segment of the thesis identifies how major cryptocurrencies like Bitcoin, Ethereum, and Ripple fluctuate between roles as economic transmitters and receivers, highlighting their potential utility in international conflicts and sanctions evasion.
The fourth essay evaluates the influence of AI on cryptocurrency market efficiency, particularly post the introduction of ChatGPT 3. It establishes that the introduction of ChatGPT 3 significantly enhanced market efficiency, with sectors associated with AI experiencing positive mean returns and increased liquidity.
The final essay explores the dual impact of AI and sustainability on cryptocurrency market dynamics, particularly focusing on how these two themes influence volatility and returns across different market conditions. The results show that while sustainability-themed cryptocurrencies often drive market dynamics, AI-related cryptocurrencies have increasingly taken a leading role as transmitters of market influences, reflecting a shift in investor interest towards technology-driven financial products.
Collectively, these essays offer empirical evidence on the cryptocurrency market across various contexts and provide insights for policymakers, investors, and scholars. It supports the formulation of regulatory frameworks and informed investment strategies emphasizing the need for an integrated approach to understanding and managing the multifaceted impacts of digital currencies on global finance.A presente dissertação examina o papel das criptomoedas na paisagem financeira. O principal objetivo desta dissertação é compreender o fenómeno das criptomoedas e as suas relações com os mercados financeiros, do ponto de vista do investimento/investidor. Esta dissertação adota uma abordagem cumulativa apoiada numa revisão sistemática da literatura e estruturada em torno de uma série de ensaios que, coletivamente, fornecem uma análise abrangente das relações dos mercados de criptomoedas nos mercados financeiros. A coleção de ensaios oferece conhecimento sobre a dinâmica emocional dos investidores, os usos estratégicos das criptomoedas durante choques económicos e a influência dos avanços da IA e da sustentabilidade nos mercados de criptomoedas.
A primeira seção da tese inclui uma revisão sistemática da literatura que identifica e categoriza o corpo existente de investigação sobre investimentos em criptomoedas. Utilizando o acoplamento bibliográfico do VOSviewer, são analisados 482 artigos da lista de jornais ABS 2021, revelando quatro clusters distintos de literatura: comportamento e sentimento do investidor, diversificação de portfólio e propriedades de hedge, microestrutura do mercado e eficiência, e volatilidade e gestão de risco. Esta revisão estruturada prepara o terreno para os ensaios empíricos subsequentes.
O primeiro ensaio contribui com evidência empírica para o cluster da literatura sobre comportamento e sentimento do investidor. Ele explora a interconectividade emocional entre vários mercados financeiros. Este estudo documenta as flutuações temporais, mostrando como os mercados alternam entre serem recetores e transmissores de emoções baseados nas condições do mercado, o que enfatiza a sua natureza adaptativa. A pesquisa explora ainda o comportamento assimétrico das emoções, enfatizando particularmente o medo como um catalisador significativo que intensifica a interconectividade do mercado. Além disso, detalha como os papéis dos mercados variam com a intensidade dos sentimentos como a ganância e o medo através de uma análise assimétrica por quantis, demonstrando como diferentes níveis de intensidade emocional influenciam a dinâmica do mercado.
O segundo ensaio investiga a interação entre as criptomoedas e a Incerteza da Política Económica (EPU) durante as distintas fases da pandemia COVID-19. A análise revela que as criptomoedas respondem de forma variável à EPU, sendo a relação mais pronunciada durante as fases agudas da pandemia. Estes resultados sugerem que as criptomoedas não agem consistentemente como safe-havens, mas sim como ativos especulativos que são altamente sensíveis a mudanças políticas e ao sentimento dos investidores.
No terceiro ensaio, o foco muda para o contexto geopolítico do conflito Rússia-Ucrânia, examinando o papel das criptomoedas durante tempos de guerra. Este segmento da tese identifica como as principais criptomoedas como Bitcoin, Ethereum e Ripple flutuam entre papéis como transmissores e recetores económicos, destacando a sua potencial utilidade em conflitos internacionais e evasão de sanções.
O quarto ensaio avalia a influência da IA na eficiência do mercado de criptomoedas, particularmente após a introdução do ChatGPT 3. Estabelece que a introdução do ChatGPT 3 melhorou significativamente a eficiência do mercado, com setores associados à IA a experienciar retornos médios positivos e aumento da liquidez.
O ensaio final explora o impacto duplo da IA e da sustentabilidade nas dinâmicas do mercado de criptomoedas, focando especificamente em como esses dois temas influenciam a volatilidade e os retornos em diferentes condições de mercado. Os resultados mostram que, enquanto as criptomoedas com temas de sustentabilidade muitas vezes conduzem a dinâmica do mercado, as criptomoedas relacionadas com IA têm assumido cada vez mais um papel de liderança como transmissores de influências de mercado, refletindo uma mudança no interesse dos investidores para produtos financeiros impulsionados pela tecnologia.
Coletivamente, estes ensaios oferecem evidência empírica sobre o mercado de criptomoedas em vários contextos e fornecem insights para reguladores, investidores e acadêmicos. Estes resultados apoiam na formulação de quadros regulatórios e estratégias de investimento informadas, enfatizando a necessidade de uma abordagem integrada para compreender e gerir os impactos multifacetados das criptomoedas na finança global.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Caracterização da resistência a antifúngicos de isolados Portugueses de Candida parapsilosis
No full textTese de Mestrado, Biologia Humana e Ambiente, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasAs leveduras do género Candida são fungos que causam desde infeções superficiais até infeções
sistémicas profundas, podendo apresentar uma letalidade elevada. Candida parapsilosis causa infeções
principalmente em pacientes imunocomprometidos, recém-nascidos e transplantados. A resistência ao
fluconazol em C. parapsilosis tem vindo a emergir em diferentes países, sendo esta uma temática de
interesse e elevada preocupação. Considerando a grande relevância de C. parapsilosis como agente
etiológico de infeções sistémicas associadas a casos de surtos hospitalares e atendendo à emergência de
resistência ao fluconazol, este estudo visa calcular a frequência de resistência ao fluconazol em C.
parapsilosis em Portugal, associar os mecanismos moleculares dessa resistência, prever fatores de
virulência e relacionar com dados genómicos.
Neste trabalho foram analisados 148 isolados de C. parapsilosis recolhidos a partir de diversos
produtos biológicos e ambientais (N= 53 de 2003-2007; N= 95 de 2017 – 2024). A frequência de
isolados de C. parapsilosis resistentes ao fluconazol nos isolados portugueses estudados é de 8,4%
(8/95). Através de PCR convencional e sequenciação do gene erg11 verificou-se que todas as estirpes
com fenótipo resistentes apresentaram a mutação Y132F e R398I.
Com base em Whole-genome sequencing (WGS) foi possível observar mutações nos genes mdr1
e cdr1. A mutação em mdr1 (I396V) foi detetada em todos isoladosresistentes podendo estar relacionada
com a sobre-expressão deste gene. A mutação no gene cdr1 (Q935K) foi encontrada em todos os
isolados resistentes à exceção de um, desconhecendo-se o papel desta mutação. Além disso, foram
detetados eventos de deleção e aumento no número de cópias de genes, embora a função da maioria
desses genes seja incerta. Filogeneticamente, os isolados portugueses estão mais próximos dos isolados
dos EUA e Alemanha do que os de Espanha, ao contrário do esperado. Novos estudos são necessários
para compreender melhor o impacto desses eventos no fenótipo dos isolados.Yeasts belonging to Candida genus are fungi causing superficial to deep systemic infections,
which can be highly lethal. Candida parapsilosis causes infections mainly in immunocompromised
patients, newborns and transplant patients. Resistance to fluconazole in C. parapsilosis has been
emerging in different countries and this is a subject of great interest and concern. Considering the great
importance of C. parapsilosis as an etiological agent of systemic infections associated with hospital
outbreaks and the emergence of fluconazole resistance, this study aims to calculate the frequency of
fluconazole resistance in C. parapsilosis in Portugal, associate the molecular mechanisms of this
resistance, predict virulence factors and relate it to genomic data.
This study analyzed 148 isolates of C. parapsilosis collected from different biological and
environmental products (N= 53 from 2003-2007; N= 95 from 2017-2024). The frequency of C.
parapsilosis isolates resistant to fluconazole in the Portuguese isolates studied was 8.4% (8/95).
Conventional PCR and sequencing of the erg11 gene showed that all strains with a resistant phenotype
had the Y132F and R398I mutations.
Whole-genome sequencing (WGS) revealed the presence of mutations in the mdr1 and cdr1
genes. The mdr1 mutation (I396V) was observed in all resistant isolates and may be associated with the
overexpression of this gene. The mutation in the cdr1 gene (Q935K) was identified in all but one of the
resistant isolates, yet its precise role remains unclear. Additionally, deletions and increases in the number
of copies of certain genes were observed; the functions of the majority of the genes affected by deletions
remain unknown. Phylogenetically, the Portuguese isolates are more closely related to those from the
USA and Germany than to those from Spain, which is contrary to expectations. Further research is
required to gain a deeper understanding of the impact of these events on the phenotype of the isolates
Avaliação de compostos com potencial antimicrobiano em espécies de bactérias multirresistentes
No full textTese de Mestrado, Biologia Molecular e Genética, 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasOs antibióticos estão entre as mais importantes classes de fármacos alguma vez descobertas na
história da medicina, permitindo o tratamento de infeções bacterianas, mas também a execução
de outros atos médico-cirúrgicos. No entanto, o seu uso excessivo e desregulado tem levado a um
aumento do surgimento de bactérias resistentes aos mesmos, ao qual se associa a falta de inovação
de moléculas com ação antibacteriana e o desinvestimento da indústria farmacêutica nesta área.
Como consequência, a resistência bacteriana é atualmente considerada uma das principais
ameaças à saúde pública global. Neste contexto, em 2017, a Organização Mundial de Saúde
publicou uma lista onde constavam as espécies de bactérias que representavam uma maior ameaça
à saúde pública, a qual fora recentemente atualizada em Maio de 2024. Em ambas as versões da
lista, figuram as espécies Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae e Pseudomonas
aeruginosa, as quais são responsáveis por cerca de 40% das infeções nosocomiais, estando
associadas a um maior nível de mortalidade e morbilidade, tendo ainda impactos na economia
dos sistemas de saúde. Os níveis de resistência destas três espécies de bactérias estão a atingir
níveis alarmantes na atualidade, não existindo compostos antimicrobianos inovadores eficazes
contra estas. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo contribuir para a descoberta de
novos compostos antimicrobianos promissores para estas três espécies, através da execução de
um screening fenotípico de uma coleção de 577 compostos químicos em estirpes bacterianas de
A. baumannii, K. pneumoniae e P. aeruginosa. Os resultados permitiram a identificação de 13
compostos com atividade contra as estirpes de A. baumannii, 2 contra K. pneumoniae e apenas 1
contra P. aeruginosa. Esperamos que os compostos aqui identificados possam servir como ponto
de partida para estudos futuros e, possivelmente, para produção de novos medicamentos
antibacterianos.Antibiotics are one the most important types of drugs in the history of medicine, allowing the
treatment of bacterial infections, but also the execution of other medical therapies. However,
nowadays there is an uncontrolled use of these drugs, and consequently the available antibiotics
are becoming useless, and the rising of resistant bacteria is increasing. Simultaneously, there is a
lack of innovation in terms of the discovery of new molecules with antimicrobial activity and a
disinvestment of the pharmaceutical industry in this area as well. As a result, bacterial resistance
is considered one of the biggest threatens to the public health nowadays. In this way, in 2017 the
World Health Organization published a list, recently updated in May 2024, with the most
problematic bacteria species to the public health. Accordingly with the both versions of this list,
Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa are three of the
most problematic species of resistant bacteria nowadays. These three bacterial species are
responsible for approximately 40% of nosocomial infections, contributing for patients’ mortality
and morbidity, and affecting the health system economy. The conventional pharmacological
treatments to fight these bacteria are becoming powerless and, in this sense, the research for new
therapeutic alternatives is necessary and urgent, particularly the discovery and development of
new potential antimicrobial molecules. In this way, the main goal of this study is to do a
phenotypic screening of 577 chemical compounds in bacterial strains of these three species, in
order to identify potential antimicrobial compounds. The results allowed to identify 13
compounds with antimicrobial activity against A. baumannii, 2 against K. pneumoniae and only
1 against P. aeruginosa. With this work, we hope to contribute for the identification of new lead
compounds with potential antimicrobial activity, that in the future could be used as medicines
Life cycle assessment of microalgae production and biorefining vs. conventional methods for added-value fractions: a literature review
No full textTese de mestrado, Microbiologia Aplicada , 2024, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasThis dissertation evaluates the potential of microalgae production at industrial scale for
economically valuable organic compounds through a comprehensive comparison of life cycle
assessment (LCA) and techno-economic analysis (TEA) with conventional methods via a
systematic review. By benchmarking across various industries, we aimed to evaluate microalgae
as a sustainable alternative for the production of high value-added compounds. This work includes
the LCA of a microalgae production case-study in Portugal, providing a direct comparison with
existing literature and industry standards, making it, as far as known, a pioneering work in
establishing benchmarks for microalgae-derived products.
The research identifies key microalgae species which are known for their high lipid, protein,
and pigment contents, making them suitable for various applications, including food, feed and
nutraceuticals. Microalgae biorefineries are highlighted for their potential to integrate circular
economy frameworks by converting biomass into valuable products while minimizing waste and
enhancing resource efficiency. Significant attention is given to the environmental impacts and
economic feasibility of microalgae production using the TEA and LCA methodologies. Findings
from this work suggest that microalgae can potentially be competitive and an important alternative
source for different production systems. Even though it may not be cheaper, this tends to be
overcompensated by reduced pollutants, resource usage, and circular economy promotion,
thereby reducing industrial waste.
Economically, this work provides insights into process bottlenecks and profitability, indicating
which production systems may be ready to compete with the current market and which ones
require further research for improvement. This approach highlighted innovations in two-stage
cultivation and synergetic harvesting techniques demonstrating potential in improving yields and
reducing costs, thus becoming more competitive in current markets