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Thermal Modeling of the M2 Optomechanical System of the SAPÊ Beamline at Sirius / LNLS
No full textOs mecanismos optomecânicos em linhas de luz síncrotron requerem rigorosa análise e controle térmico. A incidência do feixe sobre o elemento óptico eleva sua temperatura, resultando em deformações no substrato devido à expansão térmica. Embora sejam da ordem de nanômetros, tais deformações podem comprometer o desempenho da linha, causando distorções nas superfícies ópticas e afetando a qualidade do feixe até a amostra na estação experimental. Assim, torna-se essencial mitigar ou eliminar esses efeitos. Um método amplamente empregado para a análise térmica desses mecanismos é o modelo de massas concentradas, que permite avaliar com precisão o comportamento térmico em regime transiente e projetar uma malha de controle eficiente. Além disso, o modelo possibilita a identificação de pontos de otimização e acelera processos iterativos de projeto. Este trabalho apresenta a formulação e aplicação desse modelo para os mecanismos do sistema M2 da linha de luz SAPÊ, contribuindo para a implementação e aprimoramento do controle térmico da linha.Optomechanical mechanisms in synchrotron light beamlines require rigorous thermal analysis and control. The incidence of the beam on the optical element increases its temperature, leading to substrate deformations due to thermal expansion. Although these deformations are on the nanometer scale, they can compromise the beamline’s performance, causing distortions in optical surfaces and affecting the beam quality delivered to the sample at the experimental station. Therefore, it is essential to mitigate or eliminate these effects. A widely used method for thermal analysis of such mechanisms is the lumped mass model, which enables precise evaluation of the thermal behavior in transient conditions and facilitates the design of an efficient control loop. Additionally, this model allows for the identification of optimization points and accelerates iterative design processes. This work presents the formulation and application of this model to the mechanisms of the M2 system in the SAPÊ beamline, contributing to the implementation and improvement of the beamline’s thermal control
Between Lines and Lenses: The Poetic Literary and Filmic Relation of The Man of the Crowd, from Edgar Allan Poe to Cao Guimarães and Marcelo Gomes
No full textEsta pesquisa tem como objetivo investigar o processo de transposição da escrita literária para a linguagem cinematográfica no cinema de Cao Guimarães, analisando o efeito de sentido no discurso fílmico. O problema de pesquisa consiste em compreender o discurso fílmico através das relações de sentido entre a literatura clássica e o cinema contemporâneo, por meio do processo de tradução, visando ampliar os significados na composição estética. A hipótese central sugere que o discurso fílmico mobiliza sentidos no espectador por meio da leitura da composição estética em sua forma e estilo, proporcionando uma compreensão mais profunda de sua significação narrativa e estabelecendo relações simbólicas que enriquecem a experiência sensorial da obra. O corpus da pesquisa é composto por obras ficcionais traduzidas para a língua portuguesa, nomeadamente o conto O Homem da Multidão (1840), de Edgar Allan Poe, e a produção cinematográfica brasileira O Homem das Multidões (2013), codirigida por Marcelo Gomes. A abordagem analítica inicia-se com a observação dos códigos narrativos da obra literária, com o objetivo de examinar os traços criativos do escritor e compreender seus aspectos de efeito narrativo. Em seguida, discute-se o processo de transposição, considerando a tradução como um processo de recriação. Na sequência, analisa-se a tradução em forma de roteiro, examinando o desenvolvimento narrativo cinematográfico para investigar a tradução inicial dos diretores, compreendendo a inventividade técnica e os efeitos narrativos alcançados, e propondo um paradigma estrutural no objeto investigado. Posteriormente, discute-se o sentido fílmico, considerando sua realização como forma e estilo no processo criativo da tradução dos diretores. Na sequência, examina-se a obra fílmica como um todo, buscando formular o paradigma narrativo observado, com a intenção de esclarecer as diferenciações existentes entre as traduções literária e cinematográfica. Por fim, reflete-se sobre o sentido poético do projeto fílmico, a partir da estética construída pelos cineastas, compreendendo um discurso de significação que vai além do conteúdo formal e semântico. A relevância desta pesquisa reside em contribuir para os estudos analíticos discursivos que relacionam a tradução entre os campos da literatura e do cinema.This research aims to investigate the process of transposing literary writing into cinematic language in the films of Cao Guimarães, analyzing the effect of meaning in film discourse. The research problem consists of understanding film discourse through the relationships of meaning between classical literature and contemporary cinema, via the translation process, with the goal of expanding the meanings in aesthetic composition. The central hypothesis suggests that film discourse mobilizes meanings in the viewer through the reading of aesthetic composition in its form and style, providing a deeper understanding of its narrative significance and establishing symbolic relationships that enrich the sensory experience of the work. The research corpus is composed of fictional works translated into Portuguese, namely the short story The Man of the Crowd (1840) by Edgar Allan Poe, and the Brazilian film production The Man of the Crowd (2013), co-directed by Marcelo Gomes. The analytical approach begins by observing the narrative codes of the literary work, with the aim of examining the writer's creative traits and understanding their aspects of narrative effect. Next, the process of transposition is discussed, considering translation as a process of recreation. Subsequently, the translation in the form of a screenplay is analyzed, examining the development of cinematic narrative to investigate the directors' initial translation, understanding the technical inventiveness and narrative effects achieved, and proposing a structural paradigm in the investigated object. Later, the filmic sense is discussed, considering its realization as form and style in the directors' creative translation process. Following this, the filmic work is examined, seeking to formulate the observed narrative paradigm, with the intention of clarifying the existing differences between literary and cinematic translations. Finally, the poetic sense of the film project is reflected upon, from the aesthetic constructed by the filmmakers, understanding a discourse of meaning that goes beyond formal and semantic content. The relevance of this research lies in contributing to analytical discursive studies that relate translation between the fields of literature and cinema.Não se aplic
Machine learning for surrogate modeling in multi-objective wing optimization
No full textProjetos aeronáuticos são multidisciplinares, e otimizar uma tecnologia isoladamente pode afetar negativamente outras igualmente importantes. Por isso, esses projetos se beneficiam de otimizações multiobjetivo e multidisciplinares, viáveis desde as fases iniciais. No entanto, quanto mais complexos os modelos simulados no laço de otimização, maior o custo computacional. Uma solução eficiente é o uso de modelos substitutos, especialmente os baseados em aprendizado de máquina, que aprendem e extraem padrões úteis para previsão e otimização. Este trabalho teve como objetivo implementar modelos substitutos baseados em aprendizado de máquina para otimização aerodinâmica de asas subsônicas, com dados obtidos pelo método da rede de vórtices (VLM) e pela teoria da linha sustentadora não linear (N-LLT). Foi criado um banco com milhões de geometrias distintas, simuladas a partir de variações de parâmetros geométricos. Os modelos foram treinados para predizer os coeficientes CL, CD e CM , e utilizados em dois algoritmos de otimização: Dual Annealing e Algoritmo Genético. Os resultados do modelo substituto tiveram boa precisão nas previsões, com desempenho aerodinâmico próximo ao obtido nas otimizações com métodos iterativos, mas com redução de tempo de execução de cerca de 3 ordens de grandeza. A abordagem mostra grande potencial para aplicações em otimização de projeto, onde eficiência computacional é crítica.Aeronautical designs are inherently multidisciplinary, and optimizing a single technology in isolation can negatively impact other equally important ones. Therefore, such projects benefit from multi-objective and multidisciplinary optimization approaches, which are feasible even in early design stages. However, the more complex the models simulated within the optimization loop, the higher the computational cost. An efficient solution is the use of surrogate models, especially those based on machine learning, which learn and extract useful patterns for prediction and optimization. This work aimed to implement machine-learning-based surrogate models for the aerodynamic optimization of subsonic wings, using data generated by the Vortex Lattice Method (VLM) and the nonlinear lifting-line theory (N-LLT). A database with millions of distinct geometries was created, simulated from variations of geometric parameters. The surrogate models were trained to predict the aerodynamic coefficients CL, CD and CM were used in two optimization algorithms: Dual Annealing and Genetic Algorithm. The surrogate models demonstrated high predictive accuracy, achieving aerodynamic performance close to that obtained through iterative simulation methods, while reducing execution time by approximately three orders of magnitude. The approach shows strong potential for application in design optimization, where computational efficiency is critical.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESP: 2024/07804-
Variação sazonal na termorregulação, desempenho locomotor e hidratação em campo da perereca-de-banheiro, Scinax fuscovarius (Hylidae)
No full textAmphibians, due to being ectothermic and having permeable skin, are especially sensitive to variations in environmental temperature and water availability. Thus, in Neotropical regions with markedly seasonal climates, the activity of many amphibians may be temporally restricted to the warmer and wetter months of the year. Some species, however, seasonally adjust both their thermoregulatory behavior and the thermal sensitivity of various physiological processes, allowing them to remain active throughout the seasons. These adjustments may involve seasonal changes in behaviors and in the costs associated with thermoregulation, as well as in the thermal sensitivity of behavioral performance. Finally, periods of low water availability may expose amphibians to excessive water loss and increase the potential risk of dehydration. In this context, we investigated seasonal variation in thermoregulatory behavior, field hydration state, and locomotor performance of the Scinax fuscovarius treefrog. Although this species concentrates its activity in spring and summer, it remains active year-round, including during the coldest and driest months. We measured the frogs' body temperature in the field (Tb) and the distribution of operative temperatures (Te) in their microhabitats, which allowed us to estimate thermoregulatory costs. We also determined their hydration level in the field and the thermal sensitivity of their locomotor performance. The study was conducted in the municipality of Rio Claro, SP, southeastern Brazil, where the climate is characterized by alternating hot-wet (spring and summer) and cold-dry (autumn and winter) seasons. Tb was lower in the cold-dry season (21.2 °C) than in the hot-wet season (26 °C). Operative temperatures (Te) decreased by an average of 6.5 °C during the cold-dry season, reducing the thermal quality (de) of the microhabitats. Despite this, the species maintained a Tb above Te in both seasons, reflecting high thermoregulatory accuracy (db), i.e., Tb remained close to the seasonal preferred temperature range (Tset). As a result, thermoregulatory effectiveness (E) was high (> 0.5), indicating active thermoregulation by the frogs in both seasons. The animals maintained high hydration levels (~98.7%) in both seasons. Locomotor performance varied seasonally, with reductions in optimal temperature (Topt), maximum performance (Pmax), and the 80% optimal performance range (B80) during the cold-dry season. Additionally, B80 was broader in winter. Our results indicate that S. fuscovarius exhibits important seasonal adjustments in its thermoregulatory behavior that compensate, at least partially, for the seasonal reduction in the thermal quality of its environment during the cold and dry season. On the other hand, seasonal differences in water availability did not affect the frog’s hydration state. Finally, we found that locomotor performance significantly decreases during autumn-winter, which may be reflected in the lower level of activity displayed by this species during this period.Anfíbios, por serem ectotérmicos e possuírem pele permeável, são especialmente sensíveis às variações de temperatura e disponibilidade de água no ambiente. Assim, em regiões Neotropicais de clima marcadamente sazonal, a atividade de muitos anfíbios pode estar restrita temporalmente aos meses mais quentes e úmidos do ano. Algumas espécies, porém, ajustam sazonalmente tanto seu comportamento termorregulatório quanto a sensibilidade térmica de diferentes processos fisiológicos, permitindo a manutenção de suas atividades ao longo das estações. Esses ajustes podem envolver alterações sazonais nos comportamentos e custos associados à termorregulação e também na sensibilidade térmica do desempenho comportamental. Finalmente, períodos com baixa disponibilidade de água podem expor os anfíbios a uma perda excessiva de água e aumentar o risco potencial de desidratação. Neste contexto, nós investigamos a variação sazonal no comportamento termorregulatório, estado de hidratação em campo e do desempenho locomotor da perereca de banheiro, Scinax fuscovarius. Embora essa espécie concentre suas atividades na primavera e verão, ela permanece ativa ao longo do ano, inclusive durante os meses mais frios e secos do ano. Nós determinamos a temperatura corpórea dos animais em campo (Tc) e a distribuição de temperaturas operativas (Te) em seus microambientes, o que nos permitiu estimar os custos termorregulatórios. Também determinamos o grau de hidratação em campo e a sensibilidade térmica do desempenho locomotor. O estudo foi realizado no município de Rio Claro, SP, sudeste do Brasil, onde o clima pode ser caracterizado pela alternância de uma estação quente-úmida (primavera e verão) e outra fria-seca (outono e inverno). A Tc foi menor na estação fria-seca (21,2 °C) do que na quente-úmida (26 °C). As temperaturas operativas (Te) diminuíram, em média 6,5°C durante a estação frio-seca, o que reduziu a qualidade térmica (de) dos microhabitats. Apesar disso, a espécie manteve uma Tc acima da Te em ambas as estações, refletindo alta precisão termorregulatória (db), ou seja, Tc próxima ao intervalo sazonal de temperaturas preferidas (Tpref). Como resultado, a eficácia da termorregulação (E) foi alta (> 0.5), indicando termorregulação ativa das pererecas nas duas estações. Os animais mantiveram altos níveis de hidratação (~98,7%) em ambas as estações. O desempenho locomotor variou sazonalmente, com redução na temperatura ótima (Topt), no desempenho máximo (Pmax) e na faixa ótima de desempenho 80% (B80) durante a estação frio-seca. Além disso, a B80 foi mais ampla no inverno. Nossos resultados indicam que S. fuscovarius exibe ajustes sazonais importantes em seu comportamento termorregulatório que compensam, ainda que parcialmente, a redução sazonal da qualidade térmica do seu ambiente durante a estação fria e seca do ano. Por outro lado, diferenças sazonais na disponibilidade de água não afetaram o estado de hidratação das pererecas. Finalmente, nós encontramos que o desempenho locomotor diminui significativamente durante o outono-inverno, o que pode estar refletido no menor nível de atividade exibido por essa espécie durante este período.Não recebi financiament
Exploring nutritional and bioactive properties of Maranta arundinacea L.: An unconventional food plant
No full textUnconventional Food Plants offer significant dietary and economic potential due to their rich nutritional and mineral content. Maranta arundinacea stands out for its food potential and use in the pharmaceutical field. This study aimed to analyse the nutritional, chemical and bioactive properties composition of the aerial and rhizomatic parts of M. arundinacea, highlighting their potential applications. The nutritional analysis revealed that protein and fibre content in the aerial parts (13.37 %) was significantly higher compared to the rhizomatic parts (5.12 %). Among the compounds identified through the Global Natural Product Social Molecular Networking (GNPS), rutin, quercetin, and kaempferol derivatives were the most prominent. These compounds are well known for their antioxidant properties, demonstrated against ABTS+, DPPH, and FRAP assays, which contribute to the overall health benefits of M. arundinacea. Collectively, these findings underscore the value of M. arundinacea as a valuable source of both nutritional and pharmacological benefits, supporting its long-term use as a valuable food, dietary supplement, and medicinal resource.Universidade Federal de Goiás, Institute of Biological Sciences, 74690-900 Goiânia, Goiás, Brazil.Universidade Federal de Goiás, Institute of Chemistry, 74690-900 Goiânia, Goiás, Brazil. Electronic address: [email protected] Federal de São Paulo, Institute of Environmental, Chemical, and Pharmaceutical Sciences, 09972-270, Diadema, São Paulo, Brazil.Universidade Estadual Paulista, Institute of Chemistry, 14800-060, Araraquara, São Paulo, Brazil.Universidade Federal de São Carlos, Chemistry Department, 13565-905, São Carlos, São Paulo, Brazil.Universidade Federal de Goiás, Institute of Chemistry, 74690-900 Goiânia, Goiás, Brazil.Universidade Federal de Goiás, Faculty of Nutrition, 74690-900 Goiânia, Goiás, Brazil.Universidade Estadual de Campinas, Institute of Chemistry, 13083-970, Campinas, São Paulo, Brazil.Universidade Estadual Paulista, Institute of Chemistry, 14800-060, Araraquara, São Paulo, Brazil
Aprendendo sobre o TEA: Páticas pedagógicas inclusivas em sala de aula
No full textEste guia foi desenvolvido na ferramenta digital Canva, sendo utilizado em sua composição elementos gráficos e imagens disponibilizadas na ferramenta.O Recurso educacional Aprendendo sobre o TEA é um guia digital para os educadores dos anos iniciais do município de Ilhabela-SP e demais profissionais da educação que tenham interesse em propostas de práticas pedagógicas para suprir as dificuldades apontadas pelas entrevistadas. Os pontos em questão foram identificados durante as entrevistas feita para superação das barreiras para a inclusão dos alunos identificados com TEA. Trata-se de um material didático informativo digital, que trará um norteamento para atividades e ações inclusivas pedagógicas obtidas pela coleta de dados e analisadas como ferramentas exitosas, que poderão ser compartilhadas com os demais professores, sendo uma espécie de guia educacional. O material também conta com informações relevantes sobre o TEA. O objetivo educacional é contribuir para a formação dos professores, no intuito de conscientizar e elencar informações relevantes sobre as especificidades desse transtorno.The Learning About ASD Educational Resource is a digital guide for early childhood educators in the municipality of Ilhabela, São Paulo, and other education professionals interested in proposed pedagogical practices to address the challenges identified by the interviewees. These issues were identified during interviews conducted to overcome barriers to the inclusion of students identified with ASD. This informative digital teaching material will provide guidance for inclusive pedagogical activities and actions obtained through data collection and analyzed as successful tools, which can be shared with other teachers, serving as a kind of educational guide. The material also contains relevant information about ASD. The educational objective is to contribute to teacher training by raising awareness and providing relevant information about the specificities of this disorder
The explicit approach to Life Skills in teaching volleyball in school Physical Education: the potential of Motor Praxeology
No full textNa atualidade, o ensino dos Esportes nas aulas de Educação Física escolar tem se referenciado em diversas perspectivas e abordagens que se propõe a contribuir para a ampliação das dimensões do conhecimento. Deste modo, a perspectiva do Desenvolvimento Positivo de Jovens (DPJ), articulada à abordagem explícita das Habilidades para a Vida (HV), tem se mostrado uma possibilidade para o contexto esportivo. Ao mesmo tempo, a Praxiologia Motriz (PM) reconhece, nas práticas da cultura corporal, características comuns, revelando a Lógica Interna (LI) que as permeia e mostrando-se um referencial potente para intervenção na conduta motriz. Embora sejam campos de estudo distintos, ambas apresentam potencial relacional, que será explorado neste estudo, com o esforço de reconhecer e relacionar uma proposta que vise integrar a PM às HV de forma intencional para auxiliar os(as) alunos(as) a compreender, além da LI e normas de funcionamento de determinada modalidade, domínios do comportamento e valores essenciais para o sucesso nas ações de jogo e na vida. Nesta perspectiva, o objetivo desta pesquisa foi construir uma proposta metodológica de abordagem explícita de HV para o ensino do voleibol da Educação Física escolar referenciado na PM. De forma específica, visou analisar a percepção e compreensão dos(as) alunos(as) neste processo e discutir a articulação entre a teoria da PM e a perspectiva das HV no ensino do voleibol da Educação Física escolar, elaborando parâmetros para a construção de estratégias pedagógicas. Sustentada nas perspectivas da pesquisa social e na abordagem qualitativa, a metodologia utilizou uma pesquisa-ação, que, por meio da mediação de estratégias pedagógicas em 17 aulas de Educação Física escolar de uma turma do 9º ano do ensino fundamental, construiu elementos com quatro instrumentos: uma adaptação da versão portuguesa da Escala de Habilidades para a Vida no Esporte (P-LSSS), um questionário reflexivo sobre HV, o diário de campo e cartas escritas pelos(as) estudantes. Os dados foram interpretados, discutidos e relacionados por meio da análise temática, que oportunizou a reflexão sobre quatro temas: 1) A influência da Lógica Externa (LE) e a abordagem implícita; 2) A elaboração e mediação na abordagem explícita; 3) A percepção dos(as) estudantes sobre as HV e o ensino do voleibol; e 4) A emancipação e pertencimento pela construção de uma identidade cultural. Os resultados mostraram como o enfrentamento da LE pelo professor pode construir um pensamento crítico, criativo e de persistência como uma abordagem implícita. O processo de mediação oportunizou o reconhecimento da importância de uma observação crítica para alteração durante a atividade da LI, de uma progressão da complexidade e/ou a admissão de novo objetivo que emerge dos(as) estudantes. A percepção dos(as) estudantes mostrou como essa estratégia de ensino pode ser uma possibilidade de reflexões significativas sobre como os(as) estudantes se comunicam, interagem e se sentem nas aulas e em outros contextos. E, também, como a importância da dialogicidade no manuseio da LI e a explicitação das HV podem gerar pertencimentos, reduzindo o afastamento das aulas dessa fase e sua emancipação nesta construção coletiva. Portanto, mostra-se uma possibilidade no rompimento de uma tradicionalidade histórica de ensino na reprodução do esporte institucionalizado no ambiente escolar.Currently, the teaching of sports in school Physical Education classes has been grounded in several perspectives and approaches that aim to contribute to the broadening of knowledge dimensions. In this regard, the Positive Youth Development (PYD) perspective, articulated with the explicit approach to Life Skills (LS), has emerged as a promising possibility within the sports context. At the same time, Motor Praxiology (MP) recognizes, in bodily culture practices, common characteristics that reveal the Internal Logic (IL) underlying them, presenting itself as a powerful framework for interventions in motor behavior. Although these are distinct fields of study, both how relational potential, which this study seeks to explore by proposing the intentional integration of MP and LS to help students understand not only the IL and operational rules of a given sport, but also behavioral domains and core values essential for success in both game actions and life. In this perspective, the aim of this research was to construct a methodological proposal for the explicit approach to LS in teaching volleyball in school Physical Education, grounded in MP. Specifically, it sought to analyze students’ perceptions and understanding throughout this process and to discuss the articulation between MP theory and the LS perspective in volleyball teaching, thereby developing parameters for pedagogical strategies. Based on social research perspectives and a qualitative approach, the methodology employed an action research design. Through the mediation of pedagogical strategies across 17 school Physical Education classes with a 9th-grade group, data were collected using four instruments: an adapted Portuguese version of the Life Skills Scale for Sport (PLSSS), a reflective LS questionnaire, a field diary, and letters written by students. The data were interpreted, discussed, and connected through thematic analysis, which enabled reflections on four main themes: (1) The influence of External Logic (EL) and the implicit approach; (2) The design and mediation of the explicit approach; (3) Students’ perceptions of LS and volleyball teaching; and (4) Emancipation and belonging through the construction of a cultural identity. The results demonstrated how confronting EL in teaching can foster critical thinking, creativity, and persistence as part of an implicit approach. The mediation process revealed the importance of critical observation during IL-based activities, the progression of task complexity, and the recognition of new goals emerging from students’ participation. Students’ perceptions indicated that this teaching strategy can promote meaningful reflections on how they communicate, interact, and feel during classes and in other contexts. Moreover, the dialogical process in handling IL and explicitly addressing LS fostered a sense of belonging, reduced disengagement from classes at this stage, and promoted emancipation through collective construction. Therefore, this study highlights a potential pathway for breaking with the historical tradition of reproducing institutionalized sport teaching in the school environment
Skin Cell Phototoxicity and Photoprotection Study of Agro-Derived Lignin and Nanocellulose
No full textLignin, a significant industrial byproduct from paper manufacturing processes, exhibits ultraviolet (UV) radiation absorption properties. Cellulose nanofibers (CNFs) demonstrate universal ligand characteristics and represent an innovative approach for converting industrial waste into value-added products. Given their potential applications in cosmetic formulations, their efficacy and safety parameters, such as their photoprotection mechanisms and phototoxicity, need to be investigated. Therefore, two kraft lignin fractions, LE and R1, along with a kraft-bleached pulp CNF, were evaluated for their phototoxicity and photoprotection mechanisms, both using the HaCaT cell line (immortalized human keratinocytes) as the in vitro model. Phototoxicity assessment involved exposing cells to UVA radiation (4 J/cm2), with the subsequent comparison of cell viability between irradiated and non-irradiated samples. ROS quantification was performed using a 2′,7′-dichlorofluorescein diacetate (DCF-DA) probe, with fluorescence intensity measurements, and was then used to evaluate the photoprotection effect. The results demonstrated that both LE and R1 exhibited concentration-dependent increases in phototoxicity, whereas CNF showed no phototoxic effects under the conditions tested. For photoprotection, LE, R1, and CNF reduced UV-induced ROS production, a result which could be associated with antioxidant properties in the case of the lignin fractions. These findings suggest that both lignin fractions and CNF hold promise for use in renewable and sustainable cosmetic formulations.Pharmaceutical Sciences Graduation Program, University of Vila Velha, Vila Velha 29102-920, Brazil;, [email protected] of Pharmaceutical Sciences of Ribeirão Preto, University of São Paulo, Ribeirão Preto 14040-900, Brazil;, [email protected] of Biochemistry and Physiology, Universitat de Barcelona, Av. Joan XXIII, 27-31, 08028 Barcelona, Spain;, [email protected], (A.S.M.);, [email protected], (M.M.)Department of Genetics, Federal University of Paraná (UFPR), Curitiba 81531-980, Brazil;, [email protected] Florestas, Colombo 83411-000, Brazil;, [email protected] Institute for Alternative Technologies of Detection, Toxicological Evaluation and Removal of Micropollutants and Radioactives (INCT-DATREM), Institute of Chemistry, Araraquara 14800-060, Brazi
Silicon in the quantum efficiency of photosystem II and in biomass production in bell pepper plants grown in nutrient solutions with calcium deficiency and sufficiency.
No full textO pimentão (Capsicum annuum L.) está entre as principais hortaliças de relevância econômica e social no Brasil, tendo a produtividade e qualidade limitada pela deficiência de cálcio (Ca). A deficiência de Ca provoca estresse oxidativo e compromete o sistema fotossintético, enquanto o silício (Si) atua como mitigador, promovendo melhorias nesse estresse. No entanto, os mecanismos pelos quais o Si atua em plantas de pimentão sob deficiência de Ca ainda são pouco compreendidos. Portanto, objetivou-se avaliar o suprimento de Si em plantas de pimentão submetidas a deficiência de Ca, avaliando seus impactos sobre pigmentos fotossintéticos, eficiência fotoquímica e a produção de biomassa. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação em vasos, em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial com duas concentrações de Ca na solução nutritiva (deficiência e suficiência) e duas concentrações de Si (ausência e presença de Si) com 4 repetições; foram avaliados teores de Ca e Si, extravasamento de eletrólitos celulares, pigmentos fotossintéticos, fluorescência da clorofila a e biomassa das plantas. A deficiência de Ca na planta foi moderada mas diminuiu os teores de pigmentos fotossintéticos e comprometeu a eficiência do fotossistema II e diminuiu a biomassa. A aplicação de Si atenuou os danos oxidativos, preservando os pigmentos e melhorando a eficiência fotoquímica, mas não foi suficiente para incrementar a produção de massa seca possivelmente pelo fato que a deficiência de Ca foi moderada. E curiosamente os efeitos benéficos do Si em plantas com suficiência de Ca favoreceu a estabilidade fotossintética incrementando os teores de pigmentos e a produção de massa seca das plantas de pimentão. A deficiência de Ca compromete aspectos fisiológicos e o crescimento do pimentão, mas o uso do Si se destacou na hortaliça cultivada em solução nutritiva com suficiência de Ca.Bell pepper (Capsicum annuum L.) is among the main vegetables of economic and social importance in Brazil, with productivity and quality limited by calcium (Ca) deficiency. Calcium deficiency causes oxidative stress and compromises the photosynthetic system, while silicon (Si) acts as a mitigator, promoting improvements in this stress. However, the mechanisms by which Si acts in bell pepper plants under Ca deficiency are still poorly understood. Therefore, the objective was to evaluate the supply of Si in bell pepper plants subjected to Ca deficiency, assessing its impacts on photosynthetic pigments, photochemical efficiency, and biomass production. The experiment was developed in a greenhouse in pots, in a completely randomized design in a factorial scheme with two concentrations of Ca in the nutrient solution (deficiency and sufficiency) and two concentrations of Si (absence and presence of Si) with 4 repetitions; The study evaluated calcium (Ca) and silicon (Si) levels, cellular electrolyte leakage, photosynthetic pigments, chlorophyll a fluorescence, and plant biomass. Calcium deficiency in the plant was moderate, but it decreased photosynthetic pigment levels, compromised photosystem II efficiency, and reduced biomass. Si application attenuated oxidative damage, preserving pigments and improving photochemical efficiency, but was not sufficient to increase dry matter production, possibly due to the moderate calcium deficiency. Interestingly, the beneficial effects of Si in plants with sufficient calcium favored photosynthetic stability, increasing pigment levels and dry matter production in bell pepper plants. Calcium deficiency compromises physiological aspects and bell pepper growth, but the use of Si stood out in the vegetable cultivated in a nutrient solution with sufficient calcium
Adaptation of Wistar rat muscle tissue after injury induced by eccentric contraction
No full textO músculo estriado esquelético, em conjunto com a junção neuromuscular (JNM), desempenha papel fundamental nos movimentos corporais, na manutenção da postura e no metabolismo energético. Alterações em sua morfologia e funcionalidade podem ocorrer em decorrência de diferentes estímulos, especialmente em situações de sobrecarga, como no exercício excêntrico, caracterizado pelo alongamento excessivo das fibras musculares. Esse tipo de estímulo provoca microlesões, ao desencadear respostas inflamatórias locais e ativar mecanismos de reparo e adaptação tecidual. O objetivo deste estudo foi analisar as adaptações funcionais, morfológicas e moleculares nos componentes das fibras musculares e sinápticos do músculo tríceps braquial em ratos adultos Wistar em diferentes períodos após modelo de lesão induzida por exercício excêntrico. Para isso, 50 ratos Wistar machos foram submetidos a um protocolo de contração excêntrica em esteira (18 séries de 5 min, 16 m/min, inclinação -16o), subdivididos em períodos de 0h, 24h, 4d e 7d, para análise em período agudo. As análises funcionais incluíram a aferição do edema articular, por meio de medidas de diâmetro, circunferência da região de interesse (membro dianteiro direito ou esquerdo), e da força de preensão, utilizada como parâmetro de desempenho e comprometimento funcional. Em nível histológico, cortes do músculo tríceps braquial foram corados com Hematoxilina e Eosina (HE), para caracterização geral da morfologia e identificação de núcleos celulares associados à lesão, e com Picrosirius Red (PS), para evidenciar o tecido conjuntivo associado e mensurar a região corada. Complementarmente, análises histoquímicas e de imunofluorescência foram realizadas para investigar a junção neuromuscular. A microscopia de luz permitiu observar a organização das fibras musculares e as alterações iniciais de sua estrutura, enquanto a imunomarcação possibilitou caracterizar regiões específicas da sinapse. Na região pré-sináptica, foram analisados canais de cálcio e a proteína sináptica sinaptofisina; enquanto na região pós-sináptica, a α-bungarotoxina foi utilizada para marcar receptores de acetilcolina, permitindo visualizar a integridade e a distribuição das fendas sinápticas. Em paralelo, foram realizadas análises bioquímicas por meio da técnica de ELISA, voltadas para a quantificação das citocinas pró e anti-inflamatórias TNF-α, IL-6 e IL-10, que fornecem parâmetros objetivos sobre a intensidade da inflamação e a ativação do processo de reparo tecidual, juntamente com a análise do índice patológico. Os dados obtidos foram submetidos a análise ANOVA one-way com pós teste de Bonferroni no Software GraphPad Prism (p<0,05). Os resultados demonstram que o protocolo de contração excêntrica induziu o quadro inicial de inflamação, consequentemente o desarranjo estrutural das fibras musculares e alterações significativas na JNM. Essas respostas foram mais evidentes até 24 horas após a lesão, período marcado por edema acentuado, perda de força e desorganização sináptica. Contudo, a partir do quarto dia surgiram indícios de reparo, com reorganização do tecido conjuntivo, recuperação parcial da atividade neuromuscular e alterações adaptativas nas fibras. No sétimo dia, o músculo esquelético apresentou recuperação mais próxima ao controle, embora ainda incompleta, o que confirma a capacidade adaptativa desse tecido frente a estímulos lesivos mesmo em período agudo. Portanto, conclui-se que o protocolo de contração excêntrica provoca alterações significativas tanto no tecido muscular quanto na JNM a partir de um padrão multifásico.Skeletal striated muscle, along with the neuromuscular junction (NMJ), plays a crucial role in body movements, maintaining posture, and regulating energy metabolism. Changes in its morphology and functionality can occur as a result of various stimuli, especially in overload situations, such as eccentric exercise, which involves excessive stretching of muscle fibers. This type of stimulus causes microinjuries by triggering local inflammatory responses and activating tissue repair and adaptation mechanisms. The objective of this study was to analyze the functional, morphological, and molecular adaptations in the muscle fiber and synaptic components of the triceps brachii muscle in adult Wistar rats at different time points after an eccentric exercise-induced injury model. Fifty male Wistar rats underwent an eccentric contraction protocol on a treadmill (18 sets of 5 min, 16 m/min, incline -16°), subdivided into periods of 0 h, 24 h, 4 d, and 7 d, for analysis in the acute period. Functional analyses included assessment of joint edema by measuring the diameter and circumference of the region of interest (right or left forelimb), and grip strength, used as a parameter of performance and functional impairment. Histologically, sections of the triceps brachii muscle were stained with hematoxylin and eosin (HE) to characterize the general morphology and identify cell nuclei associated with the injury, and with picrosirius red (PS) to highlight the associated connective tissue and measure the stained region. Additionally, histochemical and immunofluorescence analyses were performed to investigate the neuromuscular junction. Light microscopy allowed observation of the organization of muscle fibers and initial structural changes, while immunostaining allowed characterization of specific regions of the synapse. In the presynaptic region, calcium channels and the synaptic protein synaptophysin were analyzed; Meanwhile, in the postsynaptic region, α-bungarotoxin was used to label acetylcholine receptors, allowing visualization of the integrity and distribution of synaptic clefts. In parallel, biochemical analyses were performed using ELISA to quantify the pro- and anti-inflammatory cytokines TNF-α, IL-6, and IL-10, which provide objective parameters on the intensity of inflammation and activation of the tissue repair process, along with analysis of the pathological index. The data obtained were subjected to one-way ANOVA analysis with Bonferroni's post-test in GraphPad Prism software (p<0.05). The results demonstrate that the eccentric contraction protocol induced the initial inflammation, consequently causing structural disarray of muscle fibers and significant changes in the NMJ. These responses were most evident up to 24 hours after injury, a period marked by marked edema, loss of strength, and synaptic disorganization. However, from the fourth day onward, signs of repair emerged, with reorganization of connective tissue, partial recovery of neuromuscular activity, and adaptive changes in the fibers. On the seventh day, the skeletal muscle showed recovery closer to control, although still incomplete, confirming the adaptive capacity of this tissue to damaging stimuli even in the acute period. Therefore, it is concluded that the eccentric contraction protocol causes significant changes in both muscle tissue and NMJ from a multiphasic pattern.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CAPES: 001.FAPESP: 2022/04272-4