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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Among various antioxidant therapeutic applications, neuroprotective action is highlighted sinceoxidative stress is recognized as one of the events involved in cell damage which occur in most of neurological disorders, including Parkinson s disease (PD). Consequently, the search for natural and/or synthetic antioxidants which may be effective in the treatment of neurological disorders has grown over the past years. In this context, several studies have shown the antioxidant potential of selenium organic compound diphenyl diselenide (DPDS) in vitro and in vivo, but there are still few studies talking about antioxidant activity of Valeriana officinalis (V. officinalis). Likewise, there is no research on the possible beneficial effects of these agents in models of neurological diseases such as PD using Drosophila melanogaster (D. melanogaster), an specie that has been used with great reliability in the reproduction of dopaminergic dysfunction models. Thus, the objective of this study was to evaluate the in vitro antioxidant activity of V. officinalis, as well as, the effect of supplementation of extract from roots of this plant and DPDS on behavioral and biochemical changes induced by pesticide rotenone exposure in D. melanogaster. As a result, we verify that: ethanolic extract from V. officinalis inhibited the generation of TBARS caused by various pro-oxidants agents in rat s brain homogenate in vitro, diminished deoxyribose degradation and generation of reactive oxygen species (ROS) caused by quinolinic acid (QA); flies exposed to rotenone were significantly lower than control group in behavioral tests of climbind and open-field (number of crossings and immobility time) and higher incidence of mortality. V. officinalis treatment was effective in reducing these effects, except against the decrease in number of crossings. Exposure to rotenone decreased in flies cell viability and non protein thiol content, but V. officinalis treatment normalized to the control levels. Rotenone increased mRNA expression on superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and tyrosine hydroxilase (TH) enzymes, which were restored by treatment with V. officinalis; DPDS supplementation was not effective in offering protection against locomotor and biochemical alterations induced by rotenone. In addition, DPDS per se induced an increase in ROS production and decreased survival rate of flies. In general, data showed that V. officinalis may be a promising neuroprotective agent, since it was effective in reducing the oxidative damage caused by different neurotoxic agents and toxic effects caused by rotenone exposure. Thus, the use of this plant extract may be beneficial in reducing neurological disorders associated to the oxidative stress. In relation to the use of DPDS, further studies aimed at the concentrations used are necessary, given that the concentration tested in this work did not offer protection against rotenone damage effects, DPDS potentiated the effect of this pesticide on mortality and exhibited toxic effects per se. Overall, these results contribute to the advancement of research focused on the toxicology and pharmacology of natural and synthetic products and screening for agent that provide neuroprotection and may be promising to assist in the treatment of neurodegenerative diseases, including PD. Dentre as várias aplicações terapêuticas dos antioxidantes, destaca-se a ação neuroprotetora, uma vez que, o estresse oxidativo (EO) é reconhecido como um dos eventos envolvidos nos danos celulares que ocorrem na maioria das doenças neurológicas, incluindo a doença de Parkinson (DP). Consequentemente, a procura por antioxidantes naturais e/ou sintéticos que possam ser eficazes no tratamento de distúrbios neurológicos tem crescido muito ao longo dos últimos anos. Neste contexto, vários trabalhos têm evidenciado o potencial antioxidante do composto orgânico de selênio disseleneto de difenila (DPDS) in vitro e in vivo; mas, ainda, são escassos estudos acerca da atividade antioxidante da planta Valeriana officinalis (V. officinalis). Da mesma forma, ainda não há pesquisas sobre os possíveis efeitos benéficos desses agentes em modelos de doenças neurológicas, como a DP, utilizando a Drosophila melanogaster (D. melanogaster), uma espécie que vem sendo usada com bastante confiabilidade na reprodução de modelos de disfunção dopaminérgica. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antioxidante in vitro da V. officinalis, bem como, os efeitos oriundos da suplementação com o extrato da raiz desta planta e com DPDS sobre alterações comportamentais e bioquímicas induzidas pela exposição ao pesticida rotenona em D. melanogaster. Como resultados, verificamos que o extrato etanólico de V. officinalis inibiu a geração de TBARS causada por diferentes agentes pró-oxidantes, em homogeneizado de tecido cerebral de rato in vitro; diminuiu a degradação da desoxirribose e a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), causada pelo ácido quinolínico (AQ); as moscas expostas à rotenona tiveram um desempenho significativamente inferior ao grupo controle nos testes comportamentais de escalada e campo-aberto (número de cruzamentos e tempo de imobilidade), bem como, uma maior incidência de mortalidade. O tratamento com V. officinalis foi eficaz em reduzir esses efeitos, exceto frente à diminuição do número de cruzamentos. A exposição à rotenona diminui a viabilidade celular e o conteúdo de tiol protéico das moscas, que foi normalizada aos níveis do controle pelo tratamento com V. officinalis. A rotenona aumentou a expressão de mRNA das enzimas Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT) e Tirosina hidroxilase (TH) quando comparado ao grupo controle e a alteração observada na expressão da SOD e CAT foi restaurada pelo tratamento com V. officinalis; a suplementação com DPDS não foi eficaz em oferecer proteção contra as alterações locomotoras e bioquímicas induzidas por rotenona. Além disso, o DPDS induziu per se um aumento na produção de ERO e uma diminuição na taxa de sobrevivência das moscas. De forma geral, os dados obtidos mostram que a V. officinalis pode ser considerada um agente neuroprotetor promissor, uma vez que foi eficaz em reduzir os danos oxidativos causados por diferentes pró-oxidantes e os efeitos tóxicos causados pela exposição à rotenona. Assim, o uso do extrato desta planta pode ser benéfico na redução de complicações neurológicas associadas ao EO. Com relação ao uso do DPDS, mais estudos voltados para as concentrações utilizadas são necessários, tendo em vista que, na concentração testada neste modelo experimental, o mesmo não ofereceu proteção contra os efeitos danosos da rotenona, potencializou o efeito do pesticida sobre a taxa de mortalidade e exibiu efeitos tóxicos per se. De forma geral, esses resultados contribuem para o avanço das pesquisas voltadas para a toxicologia e farmacologia de produtos naturais e sintéticos e para a triagem de agentes que ofereçam neuroproteção e possam ser promissores para auxiliar na terapêutica de doenças neurodegenerativas, incluindo a DP.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Glutathione peroxidase (GPx; EC 1.11.1.9) is a well-known selenoenzyme that catalyzes the reduction of hydrogen peroxide and some organic hydroperoxides by glutathione (GSH) and protects lipid membranes and other cellular components against oxidative stress, which is related to many diseases and this enzyme is regarded as one of the most important antioxidant enzymes in living organisms. Because the natural GPx has some shortcomings (e.g. instability and poor availability), scientists have paid more attention to its artificial imitation. Synthetic organoselenium and organotellurium compounds have emerged as excellent candidates to act as GPx mimics. Thus, in this study, several aminoacids derivatives containing selenium or tellurium were tested in order to evaluate their in vitro (i) GPx mimic properties (or GPx like activity) according to the model reaction (H202 + 2PhSH → PhSSPh + 2H20); (ii) catalytic properties, (iii) reactivity with low molecular weight thiols (reduced glutathione, captopril and dithiothreitol) and (iv) their effect against lipid peroxidation have been performed. All compounds tested in this study showed ability to imitate de antioxidant enzyme GPx, but this property showed a dependence on the aminoacid residue and steric effect. Compounds C, D and 7g derivatives were found as the best catalysts in reducing peroxides, in comparison with other compounds tested. These results suggest that aminoacids derivatives compounds containing selenium or tellurium used in this work can be considered promising GPx mimetics. A Glutationa Peroxidase (GPx; EC 1.11.1.9) é uma selenoenzima que catalisa a redução do peróxido de hidrogênio e hidroperóxidos orgânicos na presença de glutationa (GSH). Sua ação catalítica evita, desta forma, a oxidação dos lipídios constituintes da membrana, bem como de outros componentes celulares. Sabe-se que a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio (EROs) está relacionada ao surgimento de muitas doenças, e a enzima GPx é considerada uma das mais importantes enzimas antioxidantes presentes nos organismos vivos, sendo necessária para auxiliar na proteção contra estas patologias. No entanto, a enzima GPx possui algumas desvantagens tais como, instabilidade e pouca viabilidade no que diz respeito a uma possível administração oral ou endovenosa, por isso, surgiu o interesse na síntese de compostos que possam mimetizar o mecanismo de ação dessa enzima. Dados da literatura têm demonstrado que os compostos orgânicos sintéticos de selênio (Se) e telúrio (Te) são excelentes miméticos da enzima GPx. Assim, neste estudo, uma série de compostos orgânicos derivados de aminoácidos contendo Se e Te na estrutura foram testados com a finalidade de avaliação in vitro da (i) atividade mimética da GPx (ou tipo GPx, isto é, GPx like activity ) de acordo com a reação H2O2 + 2PhSH PhSSPh + 2H2O; (ii) propriedades catalíticas destes compostos, (iii) reatividade e possível oxidação dos compostos tiólicos de baixo peso molecular (glutationa reduzida, captopril e ditiotreitol) e o (iv) efeito contra a peroxidação lipídica. Todos os compostos utilizados neste trabalho demonstraram atividade mimética à GPx; porém, essa propriedade apresentou uma dependência em relação ao resíduo de aminoácido presente na estrutura do composto, bem como influência estérica. Os disselenetos C, D e os derivados do telureto 7g foram os mais eficazes na redução de peróxidos quando comparados aos demais compostos utilizados neste estudo. Portanto, estes resultados sugerem que os compostos orgânicos derivados de aminoácidos contendo Se ou Te podem ser considerados miméticos importantes da GPx.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Chemical bonds form the basis for understanding the formation and behavior of the substances in everyday life. The investigation focus of this survey was the teaching and learning of chemical bonds in high school, and the main objectives were to make a diagnosis of how the content is being developed at this level, as well as to investigate the process of knowledge construction by the students of the 1st year of high school, through a Teaching-Learning Sequence (TLS) and traditional teaching. In order to achieve such objectives this survey was conducted in two parts. In the first part there were three investigations which provided evidence of the importance given to chemical bonds in high school. Following the principles of qualitative survey the data were collected using instruments made from guidelines described in the literature or for the specific purposes of each investigation. In this part of the study we investigated: - the concepts of chemical bonds of 124 students of the 1st year of high school from two public schools and a private school in the region of Santa Maria, RS, who had already studied the topic formally in class; - The approach of the chemical bonds in textbooks (PNLD 2015-2017), through the analysis of chapters related to the topic of each title - The perception of four high school teachers and two professors about the chemical bonds education. The results provided the following picture: the topics chemical stability and nature of the interaction between atoms and ions are being developed inappropriately, by using models that cause conceptual distortions. Moreover, the traditional method prevails in class and teaching is focused on the transmission of content with the help of the textbook. Based on this, interventions were planned and developed focusing on the study of the chemical stability based on energy aspects and the electrostatic model for each type of interatomic bond. In the second part of the survey, the investigation of knowledge construction in chemical bonds occurred by monitoring four classes of the 1st year of high school, in a total of 50 subjects. The content was developed by school teachers in two classes through the TLS and the other two by the traditional method. For data analysis, it was considered Bachelard theory and four dimensions, which are: chemical stability, ionic bond, covalent bond, metallic bond. Initially, the conceptions of the students in each dimension were evaluated in philosophical areas and later in hierarchical levels. At the end of the survey, it was drawn an epistemological profile for each student from the assessment of the considered dimensions. Monitoring the ideas of the students, from the two contexts, throughout the study of chemical bonds revealed that the construction of knowledge happened by overcoming epistemological obstacles linked to realistic and empiricist philosophical areas. It was observed that most of the students from the TLS context (55,2%) and traditional (66,6%) had primarily a rational profile at the end of the survey. The results suggest that there is a relationship between the area of epistemological profile and the capacity of transition between the levels of representation of matter, as the explanations related simultaneously the macroscopic, submicroscopic and symbolic levels were given by the students who had rationalists profiles. In addition, there was an advantage of TLS in relation to the traditional context, related to the aptitude of the students to employ the three levels of representation at the same time. Finally, this study showed that it is important to have theoretical explicitness regarding the curriculum models and educational planning in order to obtain satisfactory results in the chemical bonds education. As ligações químicas constituem a base para a compreensão da formação e do comportamento das substâncias presentes no cotidiano. O foco de investigação desta pesquisa foi o ensino e a aprendizagem das ligações químicas no ensino médio e os objetivos principais foram realizar um diagnóstico de como o conteúdo está sendo desenvolvido neste nível, bem como investigar o processo de construção do conhecimento pelos estudantes da 1ª série do ensino médio, por meio de uma Sequência de Ensino e Aprendizagem (SEA) e do ensino tradicional. Para alcançar tais objetivos, esta pesquisa foi desenvolvida em duas partes. Na primeira parte, foram realizadas três investigações que forneceram indícios do tratamento dado às ligações químicas no ensino médio. Seguindo princípios da pesquisa qualitativa, os dados foram coletados por meio de instrumentos elaborados a partir de orientações descritas pela literatura ou para os fins específicos de cada investigação. Nesta parte da pesquisa, investigou-se: - as concepções sobre ligações químicas de 124 estudantes da 1ª série do ensino médio de duas escolas públicas e uma privada da região de Santa Maria, RS, que já tinham estudado o tópico formalmente em sala de aula; - a abordagem das ligações químicas nos livros didáticos (PNLD 2015-2017), por intermédio da análise dos capítulos referentes ao tópico de cada obra; - a percepção de quatro professores do nível médio e dois professores universitários sobre o ensino de ligações químicas. Os resultados obtidos forneceram o seguinte panorama: os tópicos estabilidade química e natureza das interações entre átomos e íons estão sendo desenvolvidos de forma inadequada, por meio de modelos que provocam distorções conceituais. Além disso, a metodologia tradicional predomina nas aulas e o ensino está pautado na transmissão de conteúdos com auxílio do livro didático. Baseado nisso, foram planejadas e desenvolvidas intervenções com enfoque no estudo da estabilidade química fundamentado em aspectos energéticos e no modelo eletrostático para cada tipo de ligação interatômica. Na segunda parte da pesquisa, a investigação da construção do conhecimento em ligações químicas ocorreu mediante o acompanhamento de quatro turmas da 1ª série do ensino médio, totalizando 50 sujeitos. O conteúdo foi desenvolvido pelos professores regentes em duas turmas por meio da SEA e nas outras duas pelo método tradicional. Para a análise dos dados, considerou-se a teoria de Bachelard e quatro dimensões, que são: estabilidade química, ligação iônica, ligação covalente e ligação metálica. Inicialmente, as concepções dos estudantes em cada dimensão foram avaliadas em zonas filosóficas e posteriormente, em níveis hierárquicos. Ao final da pesquisa, foi traçado um perfil epistemológico para cada estudante a partir da avaliação das dimensões consideradas. O acompanhamento das ideias dos estudantes, dos dois contextos, ao longo do estudo das ligações químicas revelou que a construção do conhecimento se deu pela superação de obstáculos epistemológicos atrelados às zonas filosóficas realista e empirista. Detectou-se que a maior parte dos estudantes do contexto da SEA (55,2%) e tradicional (66,6%) apresentou um perfil majoritariamente racionalista ao final da pesquisa. Os resultados sugerem que existe relação entre a zona do perfil epistemológico e a capacidade de transição entre os níveis de representação da matéria, visto que as explicações que relacionaram, simultaneamente, os níveis macroscópico, submicroscópico e simbólico foram emitidas por estudantes que apresentaram perfis racionalistas. Além disso, observou-se uma vantagem da SEA, em relação ao contexto tradicional, quanto à aptidão dos estudantes em empregar concomitantemente os três níveis de representação. Por fim, este estudo evidenciou que é importante clareza teórica em relação aos modelos curriculares e planejamento didático para que se obtenham resultados satisfatórios no ensino de ligações químicas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The aim of this study was to investigate the contributions of application planning with Science subjects in an interdisciplinary format of practice from teacher to student performance. The sample consisted of two groups - two groups of literacy cycle -1st the 3rd year of primary school - the same school: a group in which interdisciplinary activities were carried out with thematic Sciences (group interventions - GCI) and a group followed with the independent disciplinary planning, (group without intervention - GSI). For two years a multidisciplinary team collaborated with the formation of a public school teacher in the organization, planning and implementation in the classroom, activities involving science thematic integrated the contents of Mathematics and Portuguese. The interdisciplinary design was applied by the same teacher in class for two consecutive years with the same group of students. To identify the effects of the interdisciplinary, it was conducted to evaluate the performance of students in both groups. Through a comparative analysis between the groups was investigated how the interdisciplinary activities worked in the classroom contributed - not in isolation - in the performance of participating students in the group with interventions. To detect the contributions of this work in the practice of teaching, interviews were conducted. For the group without intervention, the number of correct answers in the tests did not show a significant correlation between the three areas assessed. In the group with interdisciplinary interventions, hit numbers in three tests correlated. The survey analysis pointed out that the group in which there was the inclusion of science teaching in the school planning activities in the early years of elementary school, through the application of an interdisciplinary approach, presented a significantly better performance in tests, not only in Science but also in mathematics and Portuguese. The developed interdisciplinary approach also promoted important benefits for the teaching of objective and subjective order, favoring reflection, integration of different disciplines, the construction and improvement of practice within the classroom. O objetivo do presente estudo foi verificar as contribuições da aplicação de um planejamento com temáticas de Ciências num formato interdisciplinar da prática do professor ao desempenho dos alunos. A amostra foi composta por dois grupos duas turmas do ciclo de alfabetização -1º ao 3º ano do ensino fundamental - de uma mesma escola: um grupo em que, foram realizadas atividades interdisciplinares com temáticas das Ciências (grupo com intervenções - GCI) e um grupo que seguiu com os planejamentos disciplinares independentes, (grupo sem intervenções - GSI). Durante dois anos uma equipe multidisciplinar colaborou com a formação de um professor de escola pública na organização, planejamento e aplicação, em sala de aula, de atividades que envolviam temáticas de Ciências integradas aos conteúdos de Matemática e Língua Portuguesa. O planejamento interdisciplinar foi aplicado pelo mesmo professor em sala de aula por dois anos consecutivos com o mesmo grupo de alunos. Para identificar os reflexos da interdisciplinaridade, foi realizada a avaliação do desempenho dos alunos dos dois grupos estudados. Por meio de uma análise comparativa entre os grupos, foi investigado o quanto as atividades interdisciplinares trabalhadas em sala de aula contribuíram não isoladamente - no desempenho dos alunos participantes do grupo com intervenções. Para detectar as contribuições desse trabalho na prática do docente, foram realizadas entrevistas. Para o grupo sem intervenções, o número de acertos nos testes não mostrou uma correlação significativa entre as três áreas avaliadas. Em relação ao grupo com intervenções interdisciplinares, os números de acertos nos três testes se correlacionaram. A análise do estudo apontou que o grupo em que houve a inclusão do ensino de Ciências nas atividades do planejamento escolar dos anos iniciais do ensino fundamental, por meio da aplicação de uma proposta interdisciplinar, apresentou um desempenho nos testes significativamente melhor, não somente em Ciências, mas também em Matemática e Língua Portuguesa. A proposta interdisciplinar desenvolvida também promoveu benefícios importantes para o docente de ordem objetiva e subjetiva, favorecendo a reflexão, a integração entre diferentes disciplinas, a construção e o aprimoramento da prática no âmbito da sala de aula.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Harpagophytum procumbens, known as devil's claw, is an African plant with numerous therapeutic effects, among which stands out for its powerful anti-inflammatory action, but the mechanism by which exerts its effect is not well elucidated. It is known that reactive oxygen species and / or nitrogen are generated in acute and chronic inflammatory diseases causing high cytotoxicity that leads to tissue damage. Substances with antioxidant action can contribute to control and/or treat the inflammatory process.Thus, the goal of this study was to evaluate the effect of the infusion, the crude extract and fractions of H. procumbens on lipid peroxidation induced by different pro-oxidant agents (Iron or sodium nitroprusside). Furthermore, the effects of the ethyl acetate fraction was also tested on the antioxidant defenses (catalase activity and thiol protein and non-protein levels) and on cellular damage (cerebral cortex slices) induced by different pro-oxidant agents. All extracts prevented lipid peroxidation induced by Fe2+ and sodium nitroprusside. Ethyl acetate fraction of H. procumbens showed great power to protect against lipid peroxidation, prevention of cellular death, and shows ability to maintain the thiol levels and catalase activity in basal standarts. In conclusion, this study demonstrates that one of the possible mechanisms for therapeutic action presented by H. procumbens may be related to its antioxidant action, being was able to protect against oxidative stress and loss of cell viability. Once the relationship of inflammation process with oxidative stress is already well described in the literature, the antioxidant effect can also be found here related to potent anti-inflammatory effect exerted by H. procumbens. However more studies are needed on the mechanisms by which H. procumbens exerts its therapeutic effects. O Harpagophytum procumbens, conhecido como garra do diabo, é uma planta de origem africana com inúmeros efeitos terapêuticos, entre os quais se destaca a sua potente ação anti-inflamatória, porém o mecanismo pelo qual exerce o seu efeito não está bem elucidado. Sabe-se que espécies reativas de oxigênio e/ou nitrogênio são geradas em doenças inflamatórias agudas e crônicas causando grande citotoxicidade, levando a danos teciduais. Substâncias com ação antioxidante podem contribuir para o controle e/ou tratamento de processos inflamatórios. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da infusão, extrato bruto e frações de H. procumbens sobre a peroxidação lipídica induzida por diferentes agentes pró-oxidantes (Ferro ou Nitroprussiato de Sódio). Além disso, os efeitos da fração acetato de etila também foram testados sobre as defesas antioxidantes (atividade da catalase e níveis de tióis protéicos e não protéicos) e sobre o dano celular (fatias de córtex cerebral) induzido pelos diferentes agentes pró-oxidantes. Todos os extratos preveniram a peroxidação lipídica induzida pelo ferro e nitroprussiato de sódio. A fração acetato de etila de H. procumbens demonstrou maior potência em proteger contra a peroxidação lipídica, prevenir contra a morte celular, além de conseguir manter os níveis de tióis e da enzima catalase nos níveis basais. Em conclusão, este trabalho demonstra que um dos possíveis mecanismos de ação terapêutica apresentado pelo H. procumbens, pode estar relacionando a sua ação antioxidante, sendo este, capaz de proteger contra o estresse oxidativo e a perda da viabilidade celular. Uma vez que a relação do processo inflamatório com o estresse oxidativo já está bem descrita na literatura, o efeito antioxidante aqui encontrado pode estar também relacionado com o potente efeito anti-inflamatório exercido pelo H. procumbens. Porém mais estudos devem ser realizados acerca dos mecanismos pelo qual o H. procumbens exerce os seus efeitos terapêuticos.