Catálogo de publicaciones

Como consecuencia del uso y el vertido de contaminantes provenientes de la actividad agroindustrial y del desarrollo de grandes centros urbanos, una de las necesidades más relevantes en el manejo y la gestión medioambiental, es el desarrollo de herramientas de monitoreo para la evaluación de los efectos tóxicos de estos compuestos sobre los sistemas biológicos. Entre la metodología bioanalítica existente, la aplicación de bioensayos de toxicidad con plantas vasculares, es considerada de manera creciente en baterías de ensayo para el diagnóstico ecotoxicológico. Vinculado a ambientes urbano industriales, la presencia de los metales pesados en aguas superficiales constituye un importante factor de riesgo para los sistemas naturales por lo que es necesario evaluar los efectos de los mismos en especies vegetales. Por otra parte, dado el importante incremento en el uso del herbicida glifosato en la Argentina, además de la creciente extensión de la frontera agrícola con cultivos resistentes (plantas transgénicas), es de relevancia conocer su fitotoxicidad en especies vegetales no blanco, representativas de la flora acuática de nuestros agroecosistemas. El efecto fitotóxico de este grupo de contaminantes no puede ser definido o predicho de manera generalizada, por lo que es necesario el estudio comparativo considerando diferentes especies diagnóstico y evaluando puntos finales que abarquen distintas respuestas fisiológicas. El presente trabajo comprende el estudio comparativo de dos bioensayos de laboratorio con plantas vasculares: a) ensayo de toxicidad aguda (96 h) con semillas de Lactuca sativa (Compuesta), b) ensayo de toxicidad subcrónica (14 días) con las macrófitas Lemna gibba y L. minor (Lemnáceas). Se consideran aspectos vinculados a la estandarización del procedimiento de ensayo, así como a la evaluación de la sensibilidad de estas especies a la exposición a los metales pesados Cu(II), Cr(VI) y Cd(II), y al herbicida glifosato. Se analiza además en cada ensayo, la respuesta de diferentes puntos finales de evaluación de la fitotoxicidad, abarcando en ello diferentes etapas ontogenéticas (semilla, plántula, planta) y procesos fisiológicos distintos (germinación, elongación de radícula, producción de biomasa, fotosíntesis, producción, crecimiento y morfología foliar y modificaciones en la arquitectura de las colonias), con el fin de seleccionar aquellos que brinden mayor información acerca del modo de acción de los contaminantes y que presenten sensibilidad de respuesta frente a los mismos.

Son bien conocidas las interacciones que generan la conformación de complejos Enzima-Sustrato como el que se estudia en el presente trabajo, sin embargo, a pesar de los diversos avances que se han hecho al respecto, todavía no se encuentra una técnica efectiva (pero sobre todo eficiente) para una caracterización global de esta interacción. Esto permitiría, por ejemplo, un entendimiento más profundo de la acción catalizadora de la Enzima y de los mecanismos que regula, así como también el desarrollo de inhibidores de su actividad específica. Hoy en día, las técnicas utilizadas para el estudio de conformación tridimensional de macromoléculas biológicas, tales como Difracción de Rayos X (XRD), Difracción de Neutrones (ND), y Resonancia Magnética Nuclear (NMR), han evolucionado notablemente, y esto ha permitido contar con copiosa información accesible a toda la comunidad científica mundial a través de las bases de datos de proteínas (PDB), con acceso libre a través de internet. Asimismo, las técnicas de simulación computacional permiten el modelado y análisis detallado de la estructura microscópica y las propiedades dinámicas de estas macromoléculas, como también de su interacción con otras sustancias. Con este trasfondo es que se inicia un estudio de la interacción de una enzima (la Albúmina Sérica Humana en este caso) con su sustrato. El sustrato utilizado, elegido de entre la gran variedad de pequeñas moléculas hidrofóbicas que interactúan con la Albúmina, fue el Ácido Acetil Salicílico. Con el propósito de desarrollar un método de estudio de la interacción enzima-sustrato, se describen en la presente Tesis los pasos dados en pos de este objetivo.

Los canales de calcio operados por voltaje tipo CaV2 presinápticos acoplan la despolarización de membrana al influjo de calcio, desencadenando la liberación de vesículas sinápticas que contienen neurotransmisores. Existen muchos mecanismos fisiológicos que controlan la actividad de los CaV2, siendo los receptores acoplados a proteína G (GPCR) uno de los más efectivos. Esta modulación ocurre mediante la alteración de la expresión, el tráfico o el funcionamiento de los CaV2 e impacta en la actividad neuronal. GHSR es un GPCR que posee una alta actividad constitutiva -independiente de la unión a ligando- la cual modula los CaV2 en un sistema de expresión heterólogo. A diferencia de la función fisiológica de su actividad evocada por ghrelina, el rol de su actividad constitutiva aún no se comprende completamente, debido a su naturaleza crónica y a la falta de agonistas inversos específicos. GHSR se encuentra ampliamente expresado en numerosos núcleos cerebrales con bajo acceso a la ghrelina plasmática como el hipocampo, donde se ha reportado que la aplicación de ghrelina exógena provoca distintos efectos, como la reorganización y el aumento de la densidad de espinas sinápticas, el incremento en la plasticidad a largo plazo y la neurogénesis. Así, en esta tesis postulamos que la modulación de los CaV2 por la actividad constitutiva de GHSR podría ser relevante en la neurotransmisión hipocampal. Nuestra estrategia experimental consistió en realizar registros de patch-clamp en configuración de célula entera en cultivos hipocampales primarios de embriones de 16-18 días de ratones C57BL6 salvajes y deficientes en GHSR, luego de manipular los niveles de expresión de GHSR mediante transducción lentiviral. Encontramos que la actividad constitutiva de GHSR reduce las corrientes nativas CaV2.1 y CaV2.2, siendo el CaV2.2 el subtipo más afectado. Luego, indagamos acerca del mecanismo por el que ocurre esta modulación mediante la coexpresión de versiones fluorescentes de los CaV2 y GHSR en un sistema de expresión heterólogo. Así, encontramos que la reducción de la corriente macroscópica conlleva una reducción de la densidad en membrana de CaV2.1 y CaV2.2, y además, demostramos que esta forma constitutiva de inhibición de los CaV por GHSR depende de la presencia de la subunidad auxiliar CaVβ. Este subconjunto de datos fue parte de dos trabajos publicados en colaboración con otros miembros de nuestro laboratorio. Al evaluar si la modulación de CaV2 por la actividad constitutiva de GHSR afecta la transmisión sináptica en el hipocampo, encontramos que ésta conduce a una disminución de la liberación del neurotransmisor inhibitorio GABA pero no de glutamato. Por otro lado, encontramos que GHSR no afecta la neurotransmisión inhibitoria o excitatoria independiente de los CaV ni la maquinaria de exocitosis de vesículas sinápticas. En base a nuestros resultados, postulamos que la selectividad del efecto de GHSR está vinculada con la mayor dependencia de la neurotransmisión GABAérgica del subtipo CaV2.2 respecto de CaV2.1. Esto es coincidente con varios estudios que reportan una mayor dependencia de la liberación de GABA con los CaV2.2, mientras que la neurotransmisión glutamatérgica depende en mayor medida de los CaV2.1. Para evaluar las consecuencias fisiológicas del efecto que observamos en neuronas en cultivo exploramos cómo afecta la actividad constitutiva de GHSR al circuito hipocampal intacto. El giro dentado es el punto de ingreso al circuito principal de la formación hipocampal, y funciona como un filtro fuertemente controlado mediante interneuronas locales. Observamos que la actividad constitutiva de GHSR reduce la transmisión GABAérgica local en el giro dentado en rebanadas horizontales de cerebro de ratón, mientas que no modifica la salida excitatoria del giro dentado a las neuronas piramidales de CA3. En resumen, en este trabajo de tesis doctoral estudiamos el efecto de la actividad constitutiva de GHSR sobre las corrientes CaV nativas y la transmisión sináptica en neuronas del hipocampo, un área con acceso restringido a ghrelina. El efecto de la actividad constitutiva de GHSR y su selectividad hacia la neurotransmisión GABAérgica dependiente de CaV2.2 podría tener importantes implicancias en los procesos fisiológicos que dependen del hipocampo como el aprendizaje y la memoria, en los cuales GABA ha ganado relevancia en los últimos años.

En esta tesis se realiza el estudio de las prácticas de recolección de vegetales silvestres que llevaron a cabo los grupos cazadores recolectores de la costa norte de Santa Cruz (CNSC) entre el Holoceno medio y tardío. El proyecto arqueológico de la CNSC es dirigido por la Dra. Alicia Castro y abarca el estudio arqueológico de las sociedades que habitaron el litoral marino en el norte de esta provincia. La escala espacial comprende de norte a sur, el límite interprovincial de Chubut y Santa Cruz hasta la localidad de bahía Laura. En sentido este-oeste abarca la franja litoral de costa propiamente dicha y hacia el interior un territorio de extensión variable que se ha denominado franja intermedia. Los resultados arqueológicos más relevantes del proyecto CNSC evidencian un aprovechamiento intensivo tanto del litoral marino como de sus recursos faunísticos, desde el Holoceno medio al tardío (Castro et al. 2003, Zubimendi et al. 2011). Se han registrado diferentes estrategias de uso del espacio por parte de estos grupos humanos en relación con los recursos que el sector en particular ofrecía (Zubimendi 2010). En este contexto, desde un enfoque paleoetnobotánico, se propone en la presente tesis analizar la interacción entre los grupos cazadores recolectores y las plantas a través de las prácticas de recolección. Estas últimas se definen a partir de la selección, obtención, gestión y consumo de plantas silvestres. Las hipótesis que guiaron esta investigación son: que las sociedades cazadoras recolectoras de la CNSC utilizaron y consumieron plantas silvestres. Asimismo, que en la interacción hombre-planta existieron criterios organolépticos, de las propiedades biofísicas de la madera, simbólicos y de disponibilidad que definieron la selección y recolección de plantas dentro de las sociedades cazadoras recolectoras de la CNSC. En este sentido que la recolección de vegetales silvestres se desarrolló en relación a otras estrategias de subsistencia y movilidad de los grupos que habitaron la CNSC. Por último, que estas sociedades desarrollaron procesamientos poscolecta de los vegetales a través de una tecnología adecuada. Para contrastar estas hipótesis se utilizó una aproximación holística y, por lo tanto se estudiaron distintas líneas de evidencias. En primer lugar, se recopilaron fuentes bibliográficas del siglo XVI al XXI, a partir de las cuales se extrajeron categorías referidas a las prácticas de recolección desarrolladas por los distintos grupos que habitaron Patagonia, los usos de las plantas, el procesamiento de las mismas y los agentes de recolección en el contexto histórico en el que se produjo esa información. Se realizaron entrevistas etnobotánicas a pobladores locales de la ciudad de Puerto Deseado y la localidad de Tellier. Dichas entrevistas fueron abiertas, semiestructuradas a través de las cuales se analizaron las dimensiones: prácticas de recolección, categorías de uso de plantas, sistemas de clasificación y transmisión de conocimiento. Se desarrolló la observación participante y colecta de ejemplares en las recorridas con tres informantes por las chacras y la ría Deseado. En tercer lugar, se recopilaron publicaciones científicas sobre el registro arqueobotánico de Patagonia continental argentina y se analizaron los resultados expuestos en ellas. En este sentido, se tuvo en cuenta la identificación taxonómica del resto recuperado, tipo de restos (macro o microvestigio), estado de conservación (i.e. seco, carbonizado), período temporal y ubicación espacial del hallazgo. Esta información permitió desarrollar criterios amplios para la elaboración de la colección de referencia. Esta última se presenta en dos secciones: una conformada por macrorrestos vegetales (tallo, hoja y frutos) en la que se desarrolla además un protocolo experimental de carbonización controlada para la interpretación de los restos antracológicos. La otra sección, presenta el material de referencia de microvestigios (tejidos de frutos, hojas y tallos). En relación a los macrorrestos vegetales, se identificaron partes leñosas y no leñosas de 10 sitios arqueológicos de tres sectores: Golfo San Jorge, Cabo Blanco y Punta Medanosa. Es importante mencionar que el registro arqueobotánico recuperado proviene de distintos tipos de sitios: alero, cueva, a cielo abierto y conchero. En relación a los procesamientos poscolecta, específicamente la molienda se analizaron publicaciones científicas de arqueología de Patagonia continental Argentina con menciones sobre estos instrumentos. Se extrajo la siguiente información: sitio, contexto, cronología, materia prima, existencia de análisis de adherencias, presencia /ausencia de microrestos y su identificación. Posteriormente se realizaron prospecciones asistemáticas sobre el sector sur de la ría Deseado donde se tomaron muestras in situ y se recuperó un artefacto de molienda que fue analizado en el laboratorio. De este último se tomaron muestras a través del raspado y pipeteado con agua desmineralizada. De la colección Museo del Hombre y su Entorno (Caleta Olivia) se analizaron cinco instrumentos a partir de la toma de muestras in situ. Los resultados obtenidos permitieron identificar que las familias con mayor cantidad de taxa utilizados y mencionados a través de las distintas líneas de investigación (i.e. fuentes documentales, etnobotánica, registro arqueobotánico de Patagonia y registro arqueobotánico de CNSC) fueron principalmente: Asteraceae y Fabaceae. En las fuentes documentales además de ambas familias se mencionaron con mayor frecuencia taxa de Apiaceae, mientras que en las entrevistas etnobotánicas también predominó Lamiaceae. En el registro arqueobotanico de Patagonia predominó, además de las anteriores, Poaceae y en el caso de CNSC, a través del registro antracológico, además de Asteraceae predominaron Anacardiaceae, Berberidaceae y Solanaceae. En cuanto a las categorías de uso, en las fuentes documentales el 35,4% de los taxa mencionados para un único fin correspondió a la categoría de uso alimenticia, el 22,2% respondió a medicinal y el 19,2% fueron plantas multipropósito. En relación a las entrevistas etnobotánicas para las localidades de Tellier y Puerto Deseado, el 47% de los taxa mencionados se clasifican en categorías de uso medicinal, mientras que el 27% combustible y el 15% multipropósito. Es notable la disminución de la categoría de uso alimenticia que respondería a la incorporación de dietas basadas en productos industriales y manufacturados. En el caso del registro arqueobotánico de Patagonia analizado desde de las publicaciones científicas existentes, se deduce que no es posible cuantificar la recuperación de taxa por categoría pero sí inferirlas: alimenticias, cestería, combustible, y artefactos en madera. En este caso es significativa la ausencia de la categoría medicinal. Para CNSC los macro y microrrestos recuperados permitieron obtener información acerca de usos relativos a la categorías combustible, alimenticia, artefactos en madera y posiblemente medicinal. La evidencia recuperada para CNSC, a partir de la identificación de 11 familias y 16 taxa: Adesmia, Atriplex/Suaeda, Berberis, Bulnesia, Chuquiraga, cf. Cercidium, cf. Grindelia, Colliguaja, Discaria, Ephedra, Lycium, Pinus, Prosopidastrum, Prosopis contrasta en forma positiva la hipótesis de que los cazadores recolectores utilizaron y consumieron plantas silvestres. Para el estudio de la interacción de los grupos cazadores recolectores y las plantas silvestres en CNSC, se generó un modelo a partir del cual se registraron criterios de selección de distintos grupos y poblaciones de Patagonia continental argentina (fuentes bibliográficas) y las entrevistas etnobotánicas de Tellier y Puerto Deseado. Se discutió el valor de la analogía y de qué manera podía ser utilizada en las inferencias del registro arqueológico. Se registraron los criterios de selección para las plantas silvestres en la esfera de precolecta y colecta que estarían asociados principalmente a las características organolépticas de las plantas (i.e. aroma, sabor, color y textura). En el caso de las plantas combustibles los criterios registrados en las entrevistas a pobladores locales fueron: facilidad para hacer brasa, duración de la brasa, poder calórico, facilidad para el encendido, producción de humo, disponibilidad de la especie. A través de los estudios anatómicos del registro antracológico, se observó que los leños de la estepa arbustiva del Golfo San Jorge presentaron por un lado, una producción de resinas y aceites esenciales que podrían haber funcionado como caracteres organolépticos para los grupos cazadores recolectores. Por otra parte los taxa con mayor densidad de carbones en los fogones y carbones dispersos fueron los de mayor dureza, capacidad de producción de brasa y duración de la misma (i.e. Schinus, Berberis ) así como también de rápido encendido (ricos en resinas) y corta duración (i.e. Senecio/Baccharis, Lycium). En otros casos por el contrario, los taxa seleccionados son característicos por su rápido consumo y producción de ceniza (i.e. Atriplex/Suaeda). Se considera posible inferir la selección de estos taxa a partir de las propiedades de las maderas y criterios organolépticos. También se concluyó que los taxa utilizados en los fuegos no variaban en relación al sitio alero, cueva, conchero o a cielo abierto sino que respondían a actividades específicas para las que fuera elaborado el fogón. Se discutió la funcionalidad de los fogones a partir de la termoalteración de restos malacológicos (i.e. sitio 112, Las Hormigas) y restos líticos (i.e. El Oriental), entre otros. Se discute a partir de los resultados antracológicos las estrategias de movilidad y subsistencia de los grupos cazadores recolectores del Holoceno medio y tardío, siendo utilizadas en todos los casos leñas disponibles alrededor de los sitios, pero que los taxa fueron seleccionados de acuerdo a la funcionalidad del fogón y de las actividades desarrolladas en los sitios. Es importante destacar la selección de la madera de Berberis para la confección de un artefacto de madera, fragmento de arpón, que fue recuperado junto a otros seis arpones en hueso. Hallazgos importantes para discutir la tecnología de captura de pinnípedos y peces (en el caso del arpón de madera) asociada a rompecráneos para el Holoceno tardío donde la costa fue habitada con mayor intensidad. También se registraron para CNSC artefactos potencialmente utilizados en el procesamiento poscolecta de recursos vegetales silvestres. La recuperación de microvestigios de dos de los instrumentos permitió la identificación de dos taxa Prosopidastrum globosum y aff. Prosopis, resultados que estimulan a ampliar la muestra analizada. Los resultados obtenidos permiten inferir que los grupos cazadores recolectores que habitaron la CNSC gestionaron los recursos vegetales silvestres durante el Holoceno medio y tardío.

En la primera parte de esta Tesis son presentados los resultados del estudio de la cinética de molienda, donde se investigan los efectos del tiempo de molienda sobre los parámetros estructurales e hiperfinos. En una segunda parte se presentan y discuten los resultados del efecto del contenido de Cu en las propiedades estructurares, hiperfinas y magnéticas de la aleación ternaria, empleando para ello las técnicas mencionadas a continuación. La información aportada por DRX permitió determinar las fases presentes, parámetros de red de la fase mayoritaria y el tamaño de cristalita, y cómo éstos evolucionaban al variar el contenido de Cu en las muestras. La posibilidad de realizar medidas de XAS en el Laboratorio Nacional de Luz Sincrotrón (LNLS) ubicado en Campinas, Brasil permitió conocer como se distribuían los átomos en la estructura fcc, es decir, si ésta era una distribución al azar o si existían regiones ricas en un material u otro, lo que podría suceder debido a las distintas entalpías de mezcla que poseen los elementos constituyentes entre si. Además de ésto se pudo determinar la variación de la distancia a primeros vecinos con la concentración de Cu, y estudiar si existía oxidación de los metales en la aleación. Los resultados de EM a temperatura ambiente brindaron información sobre el entorno atómico de los átomos de Fe, pudiendo de esta forma determinar, por medio de modelos de ajuste, parámetros que indiquen si existen gradientes de campo eléctrico producidos por una asimetría en la distribución de carga o desdoblamientos magnéticos debido a las fases con orden magnético presentes. La incorporación substitucional de los átomos de Cu en la estructura fcc-FeMn fue seguida mediante la evolución de los parámetros hiperfinos con el contenido de dicho aleante. Para completar el estudio hiperfino se realizaron medidas empleando un criógeno de ciclo cerrado de He en el rango de temperaturas entre 300 K y 21 K. Las temperaturas características obtenidas en cada caso fueron comparadas posteriormente con las correspondientes a las medidas magnéticas realizadas. La información obtenida mediante diversas técnicas de caracterización magnética, junto con distintos modelos en los que se estudian la evolución de los parámetros obtenidos, brindan un amplio panorama de la respuesta estructural y magnética del sistema.

En las últimas décadas, los compuestos con capacidad para afectar el sistema endocrino y la reproducción de los organismos han despertado gran preocupación en el mundo entero. Tales sustancias se conocen como perturbadores endocrinos o EDCs (del inglés, Endocrine Disrupting Chemicals) y se caracterizan por inducir efectos adversos a muy bajas concentraciones, manifestar consecuencias adversas en momentos diferentes a los de la exposición y actuar en determinadas etapas del ciclo de vida. Un grupo de EDCs conocidos como compuestos estrogénicos, tienen la capacidad de mimetizar la acción del estradiol, hormona esteroidea asociada principalmente al sexo femenino, y regular las funciones del sistema endocrino. Históricamente, los peces han sido utilizados como organismos centinela para evaluar contaminación acuática por EDCs, dado que su ciclo de vida es completamente acuático y su sistema endocrino presenta semejanzas con los vertebrados tetrápodos. En particular, en varias especies de la familia Poeciliidae se ha observado que el desarrollo del gonopodio (modificación de la aleta anal en machos, usada como órgano copulador) puede ser alterado por concentraciones ambientalmente relevantes de EDCs en el agua. Menos estudiado ha sido su acción sobre la histología gonadal, no habiéndose infomado previamente, por ejemplo, la inducción de intersexos. El objetivo de este trabajo fue entonces estudiar los efectos del xenoestrógeno modelo, 17α-etinilestradiol (EE2), sobre los caracteres sexuales secundarios y las gónadas de Cnesterodon decemmaculatus en distintas etapas del ciclo de vida. Para ello, en primer lugar, fue necesario estudiar la morfogénesis de la aleta anal y el desarrollo de las gónadas de machos y hembras en condiciones normales. De esta manera, de acuerdo con los caracteres sexuales secundarios, se describieron y caracterizaron 3 fenotipos sexuales: individuos indiferenciados, machos y hembras. A su vez, de acuerdo a la morfogénesis del gonopodio en los machos, se caracterizaron 4 estadios de desarrollo. También se describieron 5 estadios de desarrollo gonadal para el testículo y el ovario, y se los relacionó con distintos parámetros de condición general y de los caracteres sexuales secundarios. Luego, se estudiaron los efectos de exposiciones crónicas a EE2, sobre la histología gonadal y los caracteres sexuales secundarios en distintos momentos del ciclo de vida (juveniles y adultos). Entre los efectos observados sobre ejemplares en estadios tempranos del desarrollo, se observó una toxicidad letal relativamente alta (CL50-13 semanas = 109,9 ng/L), disminución en la proporción de machos y aumento de ejemplares indiferenciados, alteración de la histología tanto del testículo y del ovario conduciendo a una gónada morfológicamente alterada e indiferenciable, retraso en el desarrollo del gonopodio y ausencia de machos con gonopodio completamente maduro. Además, se encontró que el EE2 fue capaz de inducir una llamativa pigmentación en la zona perianal. Dicho efecto se observó también en muestreos realizados en cursos de agua receptores de efluentes cloacales en los que se documentaron niveles de compuestos estrogénicos relativamente altos. Ello indicaría que tal pigmentación podría ser utilizada como un potencial biomarcador de exposición a este tipo de compuestos. En el caso de los adultos, las exposiciones crónicas a EE2 no indujeron alteraciones en la morfología del gonopodio, pero si indujeron alteraciones a nivel de la histología gonadal, encontrándose ejemplares intersexos o testis-ova (elementos de la línea oogenética dentro del testículo) tanto de manera tiempo- como concentración-dependiente. De esta forma, el EE2 y probablemente otros compuestos estrogénicos, son capaces de inducir distintas alteraciones en C. decemmaculatus dependiendo del momento del ciclo de vida en el que son expuestos los peces. Para este tipo de compuestos, los efectos serían observables en las gónadas debido a que afectan su desarrollo y el posterior desarrollo de los caracteres secundarios o la maduración de los individuos. Por el contrario, el gonopodio una vez desarrollado, pareciera ser insensible a la acción del EE2. Los efectos observados tanto sobre la gónada como sobre la pigmentación perianal, sugeriría que ésta especie resultaría útil como organismo de prueba para evaluar efectos estrogénicos inducidos por contaminantes ambientales. Los efectos sobre juveniles se observaron a concentraciones de EE2 que fueron detectadas en los ambientes donde habita C. decemmaculatus. Si bien resultaría menos probable hallar 100 ng/L de EE2 en los cuerpos de agua naturales, es importante resaltar que la presencia de oocitos en el testículo de machos adultos (testis-ova) podría comprometer la reproducción de la especie.

El presente trabajo de tesis tiene tres partes principales. En la primera parte se describen estudios de producción de PGasa por A. sojae en cultivos sumergidos aprovechando residuos agroindustriales, poniendo especial atención en el uso de cáscaras de soja. Luego de un estudio preliminar de producción con varios subproductos, se eligió emplear cáscaras de soja y se continuó con la búsqueda de componentes relevantes del medio de cultivo y optimización de los mismos para maximizar la actividad PGasa, empleando fundamentalmente diseño experimental multivariado y metodología de superficie de respuesta. De esta forma se mejoró la productividad volumétrica al doble mediante una variación en el pH inicial del cultivo en un rango muy pequeño de pH ácido que oscila en 2.60. El proceso optimizado se transfirió exitosamente a biorreactores de tanque agitado en términos de productividad volumétrica. A su vez, se obtuvo una actividad PGasa de 42 U/ml con un rendimiento de 1.39 U/g de cáscara de soja, un valor que se sitúa dentro de los más elevados reportados con este subproducto. El incremento de la concentración del medio de cultivo al doble en biorreactor no se tradujo en una duplicación de la productividad volumétrica, y la evolución del oxígeno disuelto a lo largo del proceso es coherente con una limitación del cultivo en oxígeno. En este medio de cultivo el microorganismo produjo también actividad xilanasa. La caracterización morfológica del cultivo reveló que A. sojae se desarrolló como micelio disperso a valores de pH inicial de 2.40 -2.80 mientras que, a la inversa, a pH 5.40 predominó la morfología de pellets. Por otro lado, se estudió la producción de actividad PGasa con cáscaras de naranja, pomazas de durazno y damasco, empleando una cepa de A. sojae superproductora. Se utilizaron diseños de superficie de respuesta de Doehlert para estudiar la producción de PGasa con estos tres residuos por separado, y finalmente el cultivo se transfirió a biorreactores de tanque agitado en los que se ensayaron diferentes perfiles de agitación y aireación con un medio de cultivo compuesto por una mezcla de cáscaras de naranja y pomaza de damasco. Controlando el oxígeno disuelto con el flujo de aire a un valor fijo de agitación (600 rpm), la tensión de oxígeno disuelto se mantuvo sobre el 25 % a lo largo del cultivo y se obtuvieron los mejores resultados, una producción de 380 U/ml, que representa una mejora en 1.5 veces respecto a los niveles obtenidos llevando a cabo la fermentación a flujo de aire y velocidad de agitación constantes (1 vvm y 600 rpm). En la segunda parte se describe la producción, purificación y posterior caracterización de una endo-poligalacturonasa producida por Aspergillus sojae en cultivos sumergidos, utilizando como fuente única de carbono y energía cáscara de naranja. A partir del seguimiento de la cinética de producción de A. sojae en un medio de cultivo compuesto por cáscara de naranja molida y (NH4)2SO4, se escogió cosechar el cultivo a las 168 horas desde iniciado, por ser el momento en el cual la actividad enzimática, determinada por dos métodos distintos, alcanzó valores máximos. Una vez obtenido un sobrenadante libre de biomasa y partículas provenientes del medio de cultivo, la purificación se realizó por medio de una serie de pasos cromatográficos de intercambio iónico y exclusión molecular. Según análisis electroforéticos, se obtuvo una fracción homogénea con un PM de 47 kDa y un pI de 4.2. A destacar, la enzima probó ser considerablemente estable frente a condiciones desde muy ácidas hasta neutras (pH 1.5-6.5) y presentó un valor de KM particularmente bajo, 0.134 mg/ml, lo que da cuenta de su elevada afinidad por su sustrato. En condiciones estáticas la PGasa resultó ser completamente estable hasta 45° C, y presentó una vida media de inactivación térmica de 2 horas a 50° C. Además de su actividad frente a ácido poligalacturónico (APG) y pectina, la enzima exhibió actividad solubilizadora de pectina, siendo su rango de actividad óptima sustrato-dependiente, si bien actúa mejor en un rango de pH concertado de 3.3-5.0. Los análisis por cromotografía en capa fina (CCF) revelaron que el tri-galacturonano es el principal producto final de hidrólisis de APG, indicando el carácter endo- de la PGasa. La enzima permaneció estable y su actividad inalterada frente a SO2, etanol y varios cationes ensayados excepto Hg2+, el cual inactivó la actividad por completo. Estas propiedades convierten a la endo-PGasa de A. sojae en un potencial candidato para ser utilizado en los procesos de extracción y clarificación de jugos de fruta, y durante la elaboración de vino en la etapa pre-fermentativa de desfangado de mosto. La tercera parte comienza con la descripción del proceso de obtención de un preparado pectolítico de A. sojae (PP-AS), desde el cultivo del microorganismo a partir de cáscaras de naranja hasta la obtención de una preparación sólida. PP-AS se caracterizó en términos de actividades enzimáticas relevantes para aplicación vinícola y luego se aplicó, por un lado, al mosto de uva blanca previo a la fermentación alcohólica para evaluar la promoción de la clarificación del mismo, y por otro lado, durante la maceración fermentativa en vinificaciones en tinto con el fin de estudiar su efecto en el desarrollo del color del vino y en su composición fenólica y aminoacídica. De todas las actividades enzimáticas cuantificadas bajo condiciones de vinificación (pH 3.50 y 20° C), la actividad PGasa fue previsiblemente la principal, y probó ser estable e inalterable frente al SO2. También se verificó la existencia de actividad XYLasa, aunque en cantidades menores, y es destacable la ausencia de actividad pectinesterasa, la cual contribuye en la producción indeseable de metanol. La adición de PP-AS al mosto de uva blanca promovió en un período de tiempo razonable una clarificación efectiva del mismo ya que a diferencia del mosto sin adición exógena de pectinasas, el cual clarificó pobremente, los niveles de turbidez alcanzados fueron los recomendados para asegurar una fermentación alcohólica adecuada sin que el producto final pierda características sensoriales. Finalizada la elaboración de vinos blancos, aquellos elaborados a partir de los mostos clarificados con PP-AS presentaron niveles significativamente mayores que los vinos control de ácido L-málico y significativamente menores de ácido L-láctico, hecho característico de la fermentación maloláctica e indicativo de un metabolismo activo de bacterias ácido lácticas. Este resultado es atribuible a un desfangado eficaz gracias a la adición de enzimas pectolíticas, ya que durante la clarificación la carga microbiana disminuye sensiblemente y los mostos desfangados son menos proclives de sufrir fermentaciones indeseadas. Respecto a las vinificaciones en tinto, las actividades enzimáticas de PP-AS promovieron una extracción comparativamente más rápida de materia colorante ya que se alcanzó la máxima intensidad de color antes que en los vinos control. Luego de seis meses de almacenamiento en bodega, los vinos elaborados con PP-AS presentaron concentraciones más elevadas de ácidos cumárico, cafeico y aspártico (p < 0.05), sugiriendo una extracción mejorada de los componentes contenidos en las células de la uva.

El objetivo de este Trabajo de Tesis fuá desarrollar un Sistema Termogravimétrico, adecuado para el estudio de reacciones de cloración, y aplicarlo al estudio de la cinética de la reacción de CI2 con C y ZrO2; reacción que conduce a la formación de ZrCI4; producto de interés en la industria nuclear. El diseño, construcción y calibración del Sistema Termogravimétrico, construido sobre la base de una electrobalanza Cahn 2000, fue una parte muy importante de la Tesis. En la construcción del Sistema Termogravimétrico se realizó: el diseño; el montaje propiamente dicho; la calibración, con vistas a aplicarlo al estudio cinético de la reacción a estudiar y el acoplamiento con un sistema de adquisición de datos. En este aspecto, las calibraciones y su aplicación a estudios de cinética química significaron una contribución original a las técnicas termogravimétricas. La cloración de óxidos metálicos en presencia de carbono se conoce con el nombre de reacciones de carbocloración y se aplica fundamentalemnte a la obtención industrial de los cloruros de titanio y circonio. Una característica del sistema de reacción propuesto para este estudio, es la escasa información bibliográfica sobre el mismo, o sobre sistemas similares. Esta escasa información previa hizo necesario la realización del estudio de los sistemas de interacción parciales : CI2-C y CI2-ZrO2. La interacción CI2-C se estudió por termogravimetría. Se realizó también mediciones complementarias por espectrometría de masa de haz modulado. Por otra parte, el sistema Cl2-ZrO2 fue estudiado, fundamentalmente, por difracción de rayos X y por microscopía electrónica de transmisión. Una vez realizados los estudios mencionados se estuvo en condiciones de iniciar el estudio de la reacción de carbocloración, que involucra a ambas interacciones parciales, además de la reacción quimica misma. Los resultados obtenidos en estos estudios permitieron proponer un mecanismo para la metaestabilidad de la fase tetragonal de la circonia y un mecanismo para la interacción CI2-C; pusieron en evidencia que la carbocloración de circonia ocurre por dos mecanismos de reacción diferentes y permitieron proponer un mecanismo de reacción para cada una de las etapas de reacción.

Los programas de control de Chagas, tanto en Argentina como en el resto de Latinoamérica, han estado basados en la utilización de insecticidas neurotóxicos, principalmente piretroides. La reducción de la población del vector sigue siendo en la actualidad la opción más viable en cuanto a estrategias de prevención. Se han identificado poblaciones de Triatoma infestans con moderadas o altas tasas de resistencia a piretroides en áreas endémicas, lo cual se correlaciona con fracasos en las campañas de control. En este trabajo de Tesis Doctoral se abordó la problemática de la resistencia a piretroides en T. infestans y su relación con mutaciones puntuales en el canal de sodio dependiente de voltaje, sitio de acción de dichos insecticidas. Se logró establecer la sensibilidad de un ensayo de detección para una mutación puntual asociada a resistencia (L925I) y se validó el método para el estudio de frecuencias de esta mutación. Frente a las limitaciones de los métodos de control de vectores empleados hasta la fecha, resulta importante enfocar esfuerzos para conseguir insecticidas más seguros para la salud humana y el medio ambiente, a la vez que selectivos en sus mecanismos de acción para la especie a combatir. Los neuropéptidos y sus receptores, moléculas clave en la señalización y regulación hormonal, son un posible blanco de insecticidas de nueva generación. Para ello es necesario estudiar su estructura, bioquímica y función biológica, dado que los neuropéptidos intervienen en los eventos fisiológicos fundamentales del ciclo de vida. En esta Tesis se realizó un screening de la posible función diurética y/o antidiurética de distintos neuropéptidos en el insecto Rhodnius prolixus, y además se evaluó su función miotrópica. Los resultados apuntan hacia una implicación del neuropéptido CCH amida en la diuresis, y de los neuropéptidos sNPF y Orcoquininas en la regulación de la actividad contráctil en distintos tejidos. Hasta el desarrollo de esta Tesis Doctoral, no se tenía conocimiento de la función de estos neuropéptidos en triatominos.

En la presente tesis doctoral se da a conocer el contenido de macrorrestos de briofitas recuperado de testigos de turberas ubicadas en las localidades Estancia Harberton y Punta Moat, sureste de la provincia de Tierra del Fuego, Argentina. Se estudió estratigráfica y cuantitativamente el cambio de la composición de los taxones de briofitas y su relación con los cambios paleoambientales y paleoclimáticos. Las edades basales son 19.445 años cal. A.P. para E. Harberton y 10.226 años cal. A.P. para P. Moat. Se reconocieron 25.139 macrorrestos vegetales: 17.155 de briofitas, de las cuales 16.797 fueron asignadas a musgos, 358 a hepáticas y 7.984 a plantas vasculares. A su vez, se identificaron restos de invertebrados (288), algas (1), líquenes (24) y de carbón vegetal producto de paleoincendios (279). Se han identificado macrorrestos de briofitas pertenecientes a las Divisiones Bryophyta y Marchantiophyta. Entre las Bryophyta, se han reconocido 2 Clases (Sphagnopsida y Bryopsida), 6 Órdenes, 9 Familias (Sphagnaceae, Grimmiaceae, Dicranaceae, Ditrichaceae, Meesiaceae, Bryaceae, Plagiotheciaeae, Hypnaceae, Amblystegiaceae), 11 géneros y 8 especies. Entre las Marchantiophyta, se reconoció una Clase (Jungermanniopsida), 1 Orden, 3 Familias (Adelanthaceae, Cephaloziellaceae, Blepharidophyllaceae), 3 géneros y 2 especies. Las especies de briofitas se han reconocido formando diferentes asociaciones vegetales en las turberas de Tierra del Fuego en los últimos 20.000 años cal. A.P. Los macrorrestos vegetales estudiados presentan buena preservación y corresponden a taxones actuales. Por lo que, a partir del conocimiento de la brioflora actual y de las condiciones ambientales bajo las cuales se desarrollan, se ha podido utilizar a los taxones para realizar inferencias paleambientales. De esta manera se ha logrado establecer en ambas turberas una secuencia evolutiva conformada por tres ambientes principales: lacustre-fluvial periglacial inicial, minerotrófico y finalmente ombrotrófico. A partir de los resultados de los análisis de agrupamiento de los restos vegetales (briofitas, plantas vasculares, algas y líquenes) preservados en los testigos estudiados se han podido registrar cambios composicionales que se han vinculado con los principales cambios climáticos reconocidos durante el Tardiglacial y Holoceno para dos ambientes diferentes del área de estudio. Las interpretaciones surgidas son en gran medida correlacionables con interpretaciones generadas a partir de estudios polínicos llevados a cabo por otros autores. Estos resultados demuestran que el estudio de los macrorrestos vegetales y en particular de briofitas en turberas son de gran relevancia en las interpretaciones paleoclimáticas/paleoambientales del Cuaternario y demuestran ser un excelente complemento a los estudios basados en otros proxies.