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La luz puede ser usada para causar daño a los tejidos de diversas maneras, ya sea, térmica, mecánica o químicamente. Las aplicaciones de la luz incluyen técnicas terapéuticas en oftalmología, fotocoagulación, fotodisrupción y la fotoquímica. La fotoquímica difiere sustancialmente de las demás técnicas, ya que no implica ningún daño térmico o mecánico. El daño fotoquímico puede ocurrir naturalmente por exposición a la luz, induciendo mecanismos oxidativos. Por ejemplo, las consecuencias del estrés oxidativo de la retina generado por exposición a la luz, implican daño oxidativo de ADN, lípidos y proteínas (1,2). Durante años se ha incursionado en la utilización de diferentes terapias para la cura del cáncer. Una de ellas es la Terapia Fotodinámica. El presente trabajo de tesis se enmarca en este contexto, ahondando en el efecto del Beta-caroteno en el mecanismo de desactivación de oxígeno singlete en células mamíferas, a través del monitoreo directo de esta especie reactiva de oxígeno y la utilización de modelos donde se mimetiza tanto el ambiente heterogéneo al cual se enfrenta el carotenoide en la célula como la interacción con proteínas.

Los objetivos generales de la presente tesis fueron analizar la dinámica y la estructura del fitobenton en el río Salado en relación con las características del agua, la geomorfología y el ciclo hidrológico, así como examinar el efecto que las obras hidráulicas realizadas y en ejecución producen sobre el fitobenton. El estudio se realizó a diferentes escalas espaciales y temporales, por medio de análisis a campo y en laboratorio: • A nivel cuenca se llevó a cabo un análisis extensivo estacional durante un ciclo anual, involucrando el estudio del cauce principal, los más importantes afluentes y canales artificiales. Esta primera aproximación incluyó 13 sitios de muestreo distribuidos en la cuenca superior, los afluentes que vehiculizan el agua de las zonas serranas y la cuenca inferior. Se analizaron las características físico-químicas del agua y del sedimento, así como la biomasa y composición del fitobenton y su relación con condiciones hidrológicas del sistema, principalmente asociadas con obras hidráulicas efectuadas. A partir de ese primer análisis se comprobó la existencia de sectores con diferentes concentraciones de nutrientes (mayores en la cuenca superior y menores en el sector de los afluentes de la zona serrana) y de sales (con mayores concentraciones en la cuenca superior debido al ingreso del agua proveniente de la pampa arenosa, y en la desembocadura) que se vio reflejada en la composición del fitobenton. El análisis de la granulometría de los sedimentos evidenció mayores proporciones de arenas, limos y arcillas en la cuenca superior y en el sector de los afluentes de la zona serrana, y granulometrías más gruesas en la cuenca inferior, siendo tosca y conchilla los sustratos disponibles para el fitobenton cerca de la desembocadura. Si bien el muestreo coincidió con un ciclo hidrológico relativamente seco, pudieron evidenciarse en el sedimento los fenómenos de erosión / depositación, tanto en la composición granulométrica como en la biomasa y composición del fitobenton, con integrantes del fitoplancton viviendo en los sedimentos, evidenciando fenómenos de sedimentación. Obras hidráulicas puntuales generaron resuspensión de los sedimentos, con el consecuente aumento de la turbidez del agua y disminución en la disponibilidad de luz para el desarrollo algal, resultando en marcadas disminuciones de la biomasa en aquellos sectores perturbados. • Se realizó un análisis intensivo en una zona de la cuenca que abarcó un sistema de río y canales. Se eligió un área en donde pudieran discriminarse la dinámica de ambos, su relación con cuerpos de agua lénticos y con las obras hidráulicas realizadas y en ejecución. Se estudiaron el fitobenton y las características físico-químicas del agua y los sedimentos en dos momentos hidrológicos. El fitobenton del Canal Mercante, que transporta agua proveniente de la pampa arenosa con altas concentraciones de sales, estuvo bien desarrollado y compuesto por taxa adaptados a vivir bajo esas condiciones ambientales. El sistema de lagunas ubicado aguas abajo de ese canal, resultó en amortiguador de las cargas salinas, de acuerdo también con los resultados obtenidos por investigaciones previas; la biota algal desarrollada bajo menores concentraciones de sales, estuvo integrada por taxa típicos de ambientes dulceacuícolas. La estructura, biomasa y composición del fitobenton reflejaron los fenómenos de erosión / depositación en relación con las diferentes condiciones hidrológicas analizadas. También se observó que en ambientes lóticos naturales el fitobenton varía temporalmente en su estructura y diversidad, mientras que en canales la complejidad algal del fitobenton es menor, siendo influenciado en mayor medida por los cambios hidrológicos. En cuanto al efecto sobre el fitobenton de las obras hidráulicas realizadas a corto plazo, se analizaron dos sectores de un tramo, tanto durante la ejecución de obras de dragado como una vez finalizadas las mismas. Durante la realización de las obras se observó, en uno de los sectores estudiados, el efecto puntual de la alteración del flujo de agua y de la depositación de los sedimentos, resultando en escaso desarrollo fitobentónico donde sólo se encontraron unas pocas diatomeas pennadas. Finalizadas las obras la composición y desarrollo del fitobenton fue similar en ambos sectores. Este estudio puso de manifiesto la susceptibilidad de las comunidades bentónicas a la movilización de los sedimentos por obras, así como la resiliencia del fitobenton del río Salado a esos niveles de disturbio. • A escala de análisis experimental en laboratorio, se analizó el efecto sobre el fitobenton de variables particulares: la velocidad de corriente y el pastoreo. Estas experiencias se realizaron con velocidades de corriente mínima, en búsqueda de un rango en el que pudieran discriminarse los fenómenos de resuspensión y decantación de los sedimentos. En los valores de velocidad de corriente analizados se verificó un efecto sobre la biomasa (clorofila a) del fitobenton. Con velocidades de 0,03 cm/s se desarrollaron poblaciones algales con distribución agregada y biomasa promedio de 70 mg/m2 de clorofila a. Otras dos velocidades mayores resultaron en valores similares entre sí de biomasa (40 mg/m2 cl.a) y una distribución espacial más uniforme. Si bien los taxa algales más abundantes en todos los acuarios y fechas fueron diatomeas pennadas, se identificó a la velocidad de corriente como variable forzante de la estructura y biomasa del epipelon entre 0,03 y 0,15 cm/s. El efecto del pastoreo sobre el fitobenton se estudió utilizando invertebrados comunes en la cuenca del río Salado: el anfípodo Hyalella curvispina y el gasterópodo Heleobia parchappii. Para ello se realizaron en primer lugar pruebas de comportamiento de los invertebrados en relación con diferentes ofertas de alimento; en segunda instancia se testeó el efecto de la densidad de ambos invertebrados sobre el desarrollo fitobentónico; y en última instancia se analizó el efecto de la presencia de pastoreadores tanto sobre la biomasa como la composición algal. La presencia del gasterópodo resultó en una disminución de la biomasa del fitobenton cercana al 40%, mientras que el anfipodo también afectó negativamente el desarrollo algal posiblemente tanto por el consumo como por los movimientos activos que realiza que resultan en mayor sombreado. En esta tesis se comprobó que el fitobenton de la cuenca del río Salado es influenciado por las variables físicas y químicas del agua (concentración de sales y de nutrientes, disponibilidad de luz, velocidad de corriente y transporte de materiales) y de los sedimentos (disponibilidad y estabilidad del sustrato), así como por las interacciones bióticas. Se conocieron las variables que favorecen el desarrollo del fitobenton en la cuenca del río Salado, así como las situaciones que generan perturbaciones, ya sea de origen natural como antrópicas, tales como la ejecución de obras hidráulicas. Estas relaciones pudieron evidenciarse claramente debido a que los estudios realizados a campo ocurrieron en períodos relativamente secos. Es posible que ante situaciones de mayores precipitaciones, con el consiguiente aumento en el caudal y la velocidad del agua, el escenario resulte en mayor homogeneidad en las variables estudiadas.

Una serie de sólidos Mn-Ce-O de diferente composición ha sido preparada por coprecipitación en NaOH e KOH con el objetivo de analizar el efecto del metal alcalino, luego los sólidos fueron lavados, secados y calcinados. Algunos de los que se obtuvieron a partir de NaOH fueron impregnados con una sal de Cu2+ previamente a la calcinación. De esta manera se obtuvieron tres series de catalizadores denominadas: Mn-Ce (Na), Mn-Ce (K) y Mn-Ce (Na) Cu, entre paréntesis se hace referencia al agente coprecipitante y a la derecha de este se indica el elemento que ha sido impregnado. La caracterización de los mismos se llevó a cabo por varias técnicas: DRX, FTIR, XPS, SEM, BET, TPR y adsorción de Fenol en fase acuosa. El estudio de actividad catalítica se realizó mediante la oxidación de Fenol en medio acuoso, en un reactor de vidrio operando en modo batch a la temperatura de ebullición normal del Agua. La conversión se cuantificó mediante HPLC y espectroscopia UV-VIS y los catalizadores se analizaron después de la reacción por espectroscopía DRIFT, con la finalidad de estudiar las especies adsorbidas sobre los catalizadores y proponer un posible mecanismo de adsorción-oxidación de Fenol sobre los sólidos preparados. Finalmente, mediante el estudio DRIFTS y aplicando la teoría DFT se ha propuesto un mecanismo de adsorción-oxidación de Fenol sobre los catalizadores Mn-Ce-O.

Las benzodiacepinas se usan en la clínica como anticonvulsivantes, sedativos/hipnóticos, ansiolíticos y relajantes musculares; también producen amnesia anterógrada y son empleadas para facilitar la anestesia. El efecto terapéutico de las benzodiacepinas está mediado por la unión a un sitio específico en el receptor GABAA. Dado que en lugar de activar directamente al receptor las benzodiacepinas actúan estimulando las acciones del GABA endógeno, exhiben un gran índice terapéutico y baja toxicidad. Sin embargo, el consumo prolongado de benzodiacepinas induce tolerancia a la mayoría de sus efectos farmacológicos. El objetivo del presente trabajo fue analizar el mecanismo molecular de tolerancia a las benzodiacepinas, realizando estudios conductuales en combinación con análisis bioquímicos. Se estudió el efecto de administraciones diarias (1 inyección subcutánea por día) con vehículo o diacepam (15 mg/kg) en ratas durante 1 (tratamiento agudo), 7 o 14 días. Los estudios conductuales se llevaron a cabo 2 horas luego de la última inyección pues es el momento donde se alcanza la máxima concentración de diacepam en el plasma y el cerebro. El efecto ansiolítico de la benzodiacepina se determinó en el test del laberinto en cruz elevado, estimándolo como un aumento en el número de entradas y en el tiempo de permanencia en los brazos abiertos en relación al grupo de ratas administradas con vehículo. El efecto ansiolítico persistió luego del tratamiento con diacepam por 7 días pero fue abolido luego de la administración de 14 días. De este modo, la tolerancia a los efectos ansiolíticos del diacepam se detectó solamente luego del tratamiento más prolongado. El efecto sedativo del diacepam, estimado como una reducción en la actividad locomotora en el test del campo abierto comparado con animales tratados con vehículo, se observó luego del tratamiento agudo pero no se detectó luego de los tratamientos crónicos de 7 o 14 días. Por consiguiente, la tolerancia a los efectos sedativos se detectó luego de los dos tratamientos crónicos con diacepam. Estos resultados están de acuerdo con las evidencias previas que indican que la tolerancia a las benzodiacepinas se desarrolla con diferentes cursos temporales dependiendo del efecto farmacológico. Nuestros resultados mostraron que la concentración de diacepam en la corteza cerebral de las ratas no disminuyó luego de los dos tratamientos crónicos con la benzodiacepina con respecto al grupo de animales que recibió el tratamiento agudo, indicando que el proceso de tolerancia no está mediado por cambios en factores farmacocinéticos.

El objetivo del presente trabajo de Tesis se enfoca en el estudio de la degradación de distintos compuestos aromáticos mediante técnicas tipo Fenton y relacionadas. La posibilidad de aplicación de las técnicas PAOs implica la comprensión de las variables que determinan la eficiencia del proceso. La información disponible en la literatura especializada muestra que los procesos de oxidación avanzados son apropiados para el tratamiento de contaminantes orgánicos en solución. Sin embargo hasta el presente la información publicada acerca de la influencia de las condiciones de trabajo en la eficiencia y la cinética de estos procesos es generalmente incompleta. El diseño y optimización de técnicas para el tratamiento de efluentes a escala industrial requiere del conocimiento y la comprensión de los principales factores que regulan la eficiencia de los métodos de oxidación. En este marco, la adopción de una determinada técnica requiere del compromiso entre una mayor eficiencia y un menor costo. Por este motivo en la búsqueda de alternativas económicamente viables y un adecuado control de los factores que determinan la velocidad de mineralización, es crucial poseer un entendimiento cinético y mecanístico de los procesos involucrados. En este sentido, establecer correlaciones entre estructura y reactividad química de los sustratos e intermediarios de reacción es esencial para la comprensión y el modelado de este tipo sistemas. Los objetivos generales relacionados con este trabajo de tesis están encaminados hacia: a) El estudio de mecanismos de reacción y la influencia de las condiciones de trabajo en la cinética de las reacciones tipo Fenton, Electro-Fenton y Foto-Electro-Fenton para la degradación de contaminantes. b) El modelado físico-matemático de los sistemas estudiados. c) La búsqueda de correlaciones entre estructura molecular de los sustratos e intermediarios de reacción y su eficiencia de degradación.

En este trabajo se estudió el efecto de la deshidratación solar y por microondas sobre las características microestructurales, fisicoquímicas y sensoriales de productos frutihortícolas, tales como acelga (Beta vulgaris var. cicla), tomate (Lycopersicum esculentum), kiwi (Actinidia chinensis) y frambuesa (Rubus idaeus). Los frutos fueron adquiridos en el mercado local, se acondicionaron y se trataron de la siguiente manera: para el secado solar se empleó un equipo prototipo donde el alimento alcanzó una temperatura máxima de 61°C y un tiempo de secado máximo de 14 horas para los frutos mas húmedos y de 5 horas para los de menor humedad. En cuanto a la deshidratación por microondas, los productos se sometieron a una potencia de 119 W (17 % de la potencia total) durante 5 horas para los frutos más húmedos y 35 minutos para los de menor humedad inicial; finalmente todos los productos alcanzaron un valor de humedad mínima segura determinada por el Código Alimentario Argentino (CAA). Además se realizaron determinaciones de la capacidad antioxidante, color, textura; para las muestras frescas y secas sometidas por ambos métodos. Teniendo como resultado final productos deshidratados con buenas propiedades organolépticas, pudiendo ser utilizados en cualquier época del año y como materia prima para elaboración de diferentes productos. Los métodos utilizados alcanzaron las expectativas (obtención de productos de calidad) con un mayor tiempo de procesamiento para el secado solar. Sin otra razón los métodos de secado estudiados son viables para secado industrial de alimentos frutihortícolas específicamente en los estudiados en el presente trabajo.

Anadenanthera colubrina var. cebil constituye un recurso forestal nativo Sudamericano el cual presenta una distribución discontinua en Argentina, restringiéndose su presencia a las provincias biogeográficas paranaense y de las Yungas. La hipótesis sobre la cual se sustentó el presente trabajo sostiene que el flujo génico homogeneiza las frecuencias génicas entre las poblaciones contrarrestando los efectos de la deriva genética provocados por la fragmentación. Los objetivos generales de este trabajo fueron: indagar acerca del rol evolutivo del flujo génico y de la deriva genética como fuerzas modeladoras de las frecuencias génicas en las poblaciones fragmentadas y determinar la importancia del movimiento de los alelos a través de la dispersión de las semillas y del polen. Se emplearon marcadores moleculares selectivamente neutros de herencia biparental, microsatélites nucleares, y de herencia uniparental, microsatélites cloroplásticos.

La ghrelina es una hormona peptídica producida principalmente en el estómago que desempeña un papel fundamental en el control de la liberación de hormona de crecimiento, la homeostasis de glucosa, la actividad de ejes neuroendócrinos, el peso corporal, entre otros. La concentración plasmática de ghrelina aumenta en condiciones de balance energético negativo como el ayuno o la restricción calórica. El receptor de ghrelina (GHSR) está presente en varios sitios del hipotálamo importantes en el control del apetito o de los ejes neuroendocrinos. Una de las particularidades de GHSR es que posee una elevada actividad basal, la cual causa una elevada señalización intracelular constitutiva aún en ausencia de ghrelina. El hecho que el receptor de ghrelina esté presente en áreas del hipotálamo sin acceso inmediato a la hormona circulante y que su nivel de expresión génica aumente en condiciones de balance energético negativo, han llevado a sugerir que la actividad constitutiva del receptor poseería un rol fisiológico. Sin embargo, la regulación de la expresión de GHSR en el hipotálamo y sus implicancias fisiológicas no han sido sistemáticamente estudiadas hasta ahora. Por este motivo, el objetivo general del presente plan de Tesis Doctoral es investigar la regulación de la expresión del receptor de ghrelina a nivel hipotalámico en condiciones de balance energético negativo y sus implicancias en la regulación del apetito y del eje neuroendocrino hipotálamo-hipófiso-adrenal.

Presentamos en esta tesis diferentes estudios fenomenológicos de ciertas extensiones del Modelo Estándar de la Fı́sica de Partı́culas. En particular, estudiamos el sector de Higgs considerando también la posibilidad de incluir bosones más pesados que el único bosón escalar contenido en el Modelo Estándar. Más especı́ficamente, analizamos interacciones de Higgs con violación de sabor leptónico y también la posibilidad de observar en el LHC decaimientos de bosones de Higgs pesados en canales invisibles. El primer estudio lo realizamos en el contexto del Modelo Estándar Supersimétrico Mı́nimo y está centrado en el análisis de los decaimientos de bosones de Higgs neutros en dos leptones de distinto sabor. Consideramos como fuente de violación de sabor leptónico posibles mezclas en el sector de sleptones de modo que dichos procesos se producen radiativamente a un loop. Trabajamos bajo la “Aproximación de Inserción de Masa”, es decir, no tratamos los grados de libertad internos en los loops en la base fı́sica sino en la base de interacción electrodébil. De esta manera obtuvimos expresiones analı́ticas para las tasas de decaimiento y vértices efectivos facilitando su contrastación experimental y su interpretación en términos del espacio de parámetros del modelo estudiado. Comparamos los resultados analı́ticos alcanzados con las predicciones numéricas existentes en la literatura y presentamos las estimaciones más optimistas para las anchuras parciales de decaimientos en las regiones del espacio de parámetros permitidas por los datos experimentales actuales. En el segundo estudio continuamos la misma lı́nea de análisis de decaimientos de Higgs con violación de sabor leptónico pero lo realizamos en el contexto del modelo de seesaw inverso. En este caso, la violación de sabor leptónico es generada por los acoplamientos tipo Yukawa de los neutrinos derechos pesados que se acoplan al bosón de Higgs estándar. Encontramos los vértices efectivos para introducir estas interacciones de “Nueva Fı́sica” en otro tipo de procesos como el decaimiento de un leptón a tres idénticos de distinto sabor que el inicial. Por último, en el tercer estudio, desarrollamos una estrategia de búsqueda dedicada a la producción de un par de bosones de Higgs pesados H − A del Modelo Estándar Supersimétrico Mı́nimo en el Gran Colisionador de Hadrones para una energı́a del centro de masa de √s = 14 TeV. Realizamos un análisis de los fondos para este proceso y propusimos cortes cinemáticos para maximizar la sensibilidad de la señal en el canal de decaimiento de cuatro quarks b con energı́a transversa perdida. Diseñamos una estrategia en dos regiones de señal y analizamos las posibles luminosidades de evidencia y descubrimiento en cada caso.

En este trabajo de tesis se estudiaron las propiedades eléctricas y estructurales junto a su interdependencia de dos familias de sistemas vítreos con matrices en base de TeO₂ que pueden ser representados mediante las siguientes fórmulas generales: A) xMO[0.5MoO₃• 0.5V₂O5]•2TeO₂ (MO: MgO, CaO, SrO y BaO) y B) 0.8[xBaO(1-x)MgO]•0.2MT•2TeO₂ (MT: MoO₃, WO₃, V₂O₅ y Nb₂O₅) con el fin de evaluar su potencial aplicación como electrolito sólidos en dispositivos electroquímicos (por ej., baterías de estado sólido). Una propiedad de interés fundamental en este trabajo fue la búsqueda del incremento de la movilidad de los iones portadores de carga. Del estudio de los sistemas del grupo A arriba mencionado observamos que la incorporación de los óxidos de metales alcalino térreos permiten obtener matrices vítreas más abiertas (o menos empaquetadas), una característica que de acuerdo con la literatura debería ser favorable a este objetivo propuesto. Sin embargo, el efecto inducido por los cationes bivalentes utilizados conllevó a novedosos resultados. Observamos que las isotermas de conductividad de estos sistemas muestran un ligero incremento cuando la concentración del óxido modificador es elevada (x ≥ 0.6). Sorprendentemente, el catión más pequeño, Mg²⁺, (tal como fue estudiado en profundo detalle y reportado en el capítulo 7.6 mediante los Formalismos de la Impedancia) se ajusta perfectamente a los modelos de conducción electrónica, luego dicho catión no puede ser considerado como un portador de carga eficiente en este tipo de electrolitos sólidos. La caracterización estructural mediante espectroscopia Raman y FT-IR permitió identificar los poliedros de TeO₂, MoO₃ y V₂O₅ que dan origen a la estructura de estos materiales. Esto permitió corroborar que la estructura vítrea depende fuertemente de la presencia de la combinación MoO₃-TeO₂ y que el óxido de vanadio no forma parte homogéneamente de la mencionada matriz. Las semejanzas estructurales encontradas entre estos materiales justifican las similitudes de la respuesta eléctrica observada en ellos. Todos los cationes (excepto Mg²⁺) arrojaron valores de conductividad a 500 K en un rango de 10^-5 y 10^-11 S.cm^-1. Por otra parte, se estudió el efecto alcalino térreo mixto en el grupo B reemplazando progresivamente al MgO por BaO en una dada matriz vítrea, correlacionando además este efecto con la influencia dada al variar el metal de transición responsables del comportamiento como semiconductor de estos materiales. El efecto alcalino térreo mixto fue interpretado a partir de las desviaciones a la linealidad en propiedades como: densidad, Tg, fragilidad, posición del pico Raman, ΔCp, energía de activación y conductividad. Finalmente y como trabajo a futuro, se han realizado las primeras simulaciones de DFT y DM de algunos sistemas vítreos similares a los aquí estudiados con el objeto de alcanzar una comprensión microscópica de la respuesta eléctrica y las características estructurales observadas experimentalmente.