Different anesthetics are known to modulate different types of membrane-bound receptors. Their common mechanism of action is expected to alter the mechanism for consciousness. Consciousness is hypothesized as the integral of all the units of internal sensations induced by reactivation of inter-postsynaptic membrane functional LINKs during mechanisms that lead to oscillating potentials. The thermodynamics of the spontaneous lateral curvature of lipid membranes induced by lipophilic anesthetics can lead to the formation of non-specific inter-postsynaptic membrane functional LINKs by (...) different mechanisms. These include direct membrane contact by excluding the inter-membrane hydrophilic region and readily reversible partial membrane hemifusion. The constant reorganization of the lipid membranes at the lateral edges of the postsynaptic terminals (dendritic spines) resulting from AMPA receptor-subunit vesicle exocytosis and endocytosis can favor the effect of anesthetic molecules on lipid membranes at this location. Induction of a large number of non-specific LINKs can alter the conformation of the integral of the units of internal sensations that maintain consciousness. Anesthetic requirement is reduced in the presence of dopamine that causes enlargement of dendritic spines. Externally applied pressure can transduce from the middle ear through the perilymph, cerebrospinal fluid, and the recently discovered glymphatic pathway to the extracellular matrix space, and finally to the paravenular space. The pressure gradient reduce solubility and displace anesthetic molecules from the membranes into the paravenular space, explaining the pressure reversal of anesthesia. Changes in membrane composition and the conversion of membrane hemifusion to fusion due to defects in the checkpoint mechanisms can lead to cytoplasmic content mixing between neurons and cause neurodegenerative changes. The common mechanism of anesthetics presented here can operate along with the known specific actions of different anesthetics. (shrink)

Undoubtedly the Penrose-Hameroff Orch OR model may be considered as a good theory for describing information processing mechanisms and holistic phenomena in the human brain, but it doesn’t give us satisfactory explanation of human perception. In this work a new approach explaining our perception is introduced, which is in good agreement with Orch OR model and other mainstream science theories such as string theory, loop quantum gravity and holographic principle. It is shown that human perception cannot be explained in the (...) terms of elementary particles and we should introduce new indivisible holistic objects with geometry based on smooth infinitesimal analysis - elastic membranes. The example of such a membrane is our Universe which is an indivisible whole. It is shown that our perception may be considered as the result of elastic oscillations of two dimensional (2D) elastic membranes with closed topology embedded in our bodies. Only one elastic membrane responsible for its perceptions will correspond to the selected organism, but there may be other membranes, even at the cell level. In other words, reality may be considered as the process of time evolution of holistic energetically very weak macro objects - elastic membranes with the geometry based on smooth infinitesimal analysis. An embedded membrane in this multidimensional world will look different for the external and internal observers: from the outside it will look like a material object with smooth infinitesimal geometry, while from the inside our Universe-like space-time fabric. When interacting with elementary particles and other membranes, a membrane will transform their energy into its elastic energy (a new form of energy) - the energy of stretching of the infinitesimal segments. The theory postulates that these elastic deformations will not be observable from the point of view of the internal observer. Heisenberg’s uncertainty principle will work in this physics only from the point of view of the internal observer. For the external observer each embedded elastic membrane may be stretched and even a very small region will become observable. For example, living organisms play the role of internal observers of the Universe, and at the same time they serve as external observers for 2D membranes embedded into our Universe. We can observe our 2D self-membranes through our perceptions, which are encoded in elastic oscillations of the elastic membrane. According to the theory, elastic membranes occupy energetically favorable positions around microtubules involved into Orch OR. The theory not only gives us a really multidimensional holistic picture of reality, but it also provides us with a new method for understanding such phenomena as perception, self-awareness and will. (shrink)

Natural Computing is a field of research in Computer Science aimed at reinterpreting biological phenomena as computing mechanisms. This allows unconventional computing architectures to be proposed in which computations are performed by atoms, DNA strands, cells, insects or other biological elements. Membrane Computing is a branch of Natural Computing in which biological phenomena of interest are related with interactions between molecules inside cells. The research in Membrane Computing has lead to very important theoretical results that show how, in (...) principle, cells could be used to solve any (computable) computational problem with performances that cannot be obtained by conventional computers. However, the implementation of a cell-based computational architecture seems not easily achievable. On the other hand, models of Membrane Computing have found an alternative application to the description of biological systems, with the aim of developing simulators and other analysis tools for the study of biological problems. (shrink)

The peritoneum is the largest serous membrane in the body that covers the inner side of the abdominal wall and reflects over the abdominal viscera. Though the visceral peritoneum accounts for roughly four-fifth of the total surface area of the membrane, but the parietal peritoneum is the more important for peritoneal dialysis. Between the parietal and visceral layer of peritoneum there is potential space called peritoneal cavity, contain small amount of serous fluid. If dialysates remain more or less (...) than normal in the peritoneal cavity that may cause edema or hypovolemic shock. Hence transport across the peritoneal membrane need great attention to the nephrologist during dialysis. Solute and water transport from blood to peritoneal cavity by diffusion and osmic ultra-filtration whereas absorption to the blood via lymphatic has negatively affect between these two process. Another important thing that the peritoneum is lined by mesothelium. Therefore, primary complication of peritoneal dialysis is infection due to the presence of a permanent tube in the abdominal cavity. Mortality is higher in the elderly and if present in prolonged time. Peritoneal sclerosis is a fetal complication due to growth of a thick layer of fibrin within the peritoneum, in where every chance of the bowel obstruction. The fluids contain glucose for dialysis use as a primary osmotic agent but this may lead to peritonitis. The decline of kidney and peritoneal membrane function and negative health outcome. It is important to be aware about the sex difference of peritoneal membrane during dialysis. Retrograded menstruation may occur in any women as there is continuity of peritoneal membrane with the fallopian tube. If goes undetected will cause bloody dialysate and create concern of the patients. Therefore, anatomy of peritoneal membrane and its function has great value during peritoneal dialysis and thereby effecting its therapeutic efficacy. (shrink)

Located within the ascending reticular activating system are nuclei which release neurotransmitters such as acetylcholine, serotonin, dopamine, and norepinephrine. These nuclei have widespread projections that extend into the limbic system and throughout cortex. Activation of these neurotransmitters during awake states leads to arousal, while inhibition leads to the loss of consciousness experienced during slow-wave sleep. Previously, we proposed a mechanism in which cardiorespiratory synchronization may underlie the widespread hyperpolarization that occurs throughout the brain during slow-wave sleep. We further propose that (...) a similar homeostatic mechanism may be involved in sleep-wake transitions and maintaining various arousal states including rapid eye movement sleep, waking, and anxiety. Widespread depolarization associated with more rapid, shallow breathing and desynchronized cardiorespiratory oscillatory activity may underlie waking, anxiety, and rapid eye movement sleep states. The exact voltage values of these widespread membrane potential changes remain unknown and possibly highly variable between different neural areas and cell types. Here, we place these consciousness states on a spectrum of approximated widespread membrane potential values with anxiety states being the most depolarized, followed by waking states, and rapid eye movement sleep. We propose that although these widespread membrane potential changes are minor, they may underlie transitions between and maintenance of varying levels of arousal. Further research on these mechanisms could provide insights into how the brain functions. This homeodynamic arousal mechanism involves the established feed-forward and feedback signaling between the ascending reticular activating system and the hypothalamus, as well as the modulation by cardiorespiratory oscillatory feedback from the body. Understanding the basic mechanisms responsible for the states of sleep, waking, and anxiety could lead to better treatment options in health and disease. (shrink)

Since the early nineteenth century a membrane or wall has been central to the cell’s identity as the elementary unit of life. Yet the literally and metaphorically marginal status of the cell membrane made it the site of clashes over the definition of life and the proper way to study it. In this article I show how the modern cell membrane was conceived of by analogy to the first “artificial cell,” invented in 1864 by the chemist Moritz (...) Traube (1826–1894), and reimagined by the plant physiologist Wilhelm Pfeffer (1845–1920) as a precision osmometer. Pfeffer’s artificial cell osmometer became the conceptual and empirical basis for the law of dilute solutions in physical chemistry, but his use of an artificial analogue to theorize the existence of the plasma membrane as distinct from the cell wall prompted debate over whether biology ought to be more closely unified with the physical sciences, or whether it must remain independent as the science of life. By examining how the histories of plant physiology and physical chemistry intertwined through the artificial cell, I argue that modern biology relocated vitality from protoplasmic living matter to nonliving chemical substances—or, in broader cultural terms, that the disenchantment of life was accompanied by the (re)enchantment of ordinary matter. (shrink)

Abstract: In this research, an Artificial Neural Network (ANN) model was developed and tested to predict effect of oxygen consumption of thylakoid membranes (chloroplasts) from spinach after inhibition. A number of factors were identified that may affect of oxygen consumption of thylakoid membranes from spinach. Factors such as curve, herbicide, dose, among others, as input variables for the ANN model. A model based on multi-layer concept topology was developed and trained using the data from some inhibition of photosynthesis in farms. (...) The evaluation of testing the dataset shows that the ANN model is capable of correctly predicting the effect of oxygen consumption of thylakoid membranes (chloroplasts) from spinach after inhibition with 100% accuracy. (shrink)

Understanding the mechanics of consciousness remains one of the most important challenges in modern cognitive science. One key step toward understanding consciousness is to associate unconscious physiological processes with subjective experiences of sensory, motor, and emotional contents. This article explores the role of various cellular membrane potential differences and how they give rise to the dynamic infrastructure of conscious experience. This article explains that consciousness is a body-wide, biological process not limited to individual organs because the mind and body (...) are unified as one entity; therefore, no single location of consciousness can be pinpointed. Consciousness exists throughout the entire body, and unified consciousness is experienced and maintained through dynamic repolarization during inhalation and expiration. Extant knowledge is reviewed to provide insight into how differences in cellular membrane potential play a vital role in the triggering of neural and non-neural oscillations. The role of dynamic cellular membrane potentials in the activity of the central nervous system, peripheral nervous system, cardiorespiratory system, and various other tissues (such as muscles and sensory organs) in the physiology of consciousness is also explored. Inspiration and expiration are accompanied by oscillating membrane potentials throughout all cells and play a vital role in subconscious human perception of feelings and states of mind. In addition, the role of the brainstem, hypothalamus, and complete nervous system (central, peripheral, and autonomic)within the mind-body space combine to allow consciousness to emerge and to come alive. This concept departs from the notion that the brain is the only organ that gives rise to consciousness. (shrink)

Consciousness is seen as a difficult “binding” problem. Binding, a process where different sensations evoked by an item are associated in the nervous system, can be viewed as a process similar to associative learning. Several reports that consciousness is associated with some form of memory imply that different forms of memories have a common feature contributing to consciousness. Based on a proposed synaptic mechanism capable of explaining different forms of memory, we developed a framework for consciousness. It is based on (...) the formation of semblance of sensory stimulus from (1) synaptic semblances when excitatory postsynaptic potentials arrive at functionally LINKed postsynaptic membranes, and (2) network semblances when these potentials summate to elicit action potential initiating activity in a network of neurons. It is then possible to derive a framework for consciousness as a multi-dimensional semblance. According to this framework, a continuum of semblances formed from background sensory stimuli and oscillating neuronal activities serve to maintain consciousness. Feasibility of this framework to explain various physiological and pathological states of consciousness, its subjective nature and qualia is examined. (shrink)

In this work we show that our self-awareness and perception may be successfully explained using two dimensional holistic structures with closed topology embedded into our brains - elastic membranes. These membranes are able to preserve their structure during conscious processes. Their elastic oscillations may be associated with our perceptions, where the frequency of the oscillations is responsible for the perception of different colors, sounds and other stimuli, while the amplitude of the oscillations is responsible for the feeling of a distance. (...) According to the model the squeezed regions of a membrane correspond to the brain zones involved into awareness and attention. The model may be useful for prediction, explanation and interpretation of various conscious phenomena. (shrink)

Consciousness is seen as a difficult “binding” problem. Binding, a process where different sensations evoked by an item are associated in the nervous system, can be viewed as a process similar to associative learning. Several reports that consciousness is associated with some form of memory imply that different forms of memories have a common feature contributing to consciousness. Based on a proposed synaptic mechanism capable of explaining different forms of memory, we developed a framework for consciousness. It is based on (...) the formation of semblance of sensory stimulus from (1) synaptic semblances when excitatory postsynaptic potentials arrive at functionally LINKed postsynaptic membranes, and (2) network semblances when these potentials summate to elicit action potential initiating activity in a network of neurons. It is then possible to derive a framework for consciousness as a multi-dimensional semblance. According to this framework, a continuum of semblances formed from background sensory stimuli and oscillating neuronal activities serve to maintain consciousness. Feasibility of this framework to explain various physiological and pathological states of consciousness, its subjective nature and qualia is examined. (shrink)

Objective: Our study is a cross-sectional study that aims to evaluate the presence and levels of anti-phospholipase A2 receptor (PLA2R) antibodies in healthy volunteers and idiopathic membranous nephropathy (IMN) patients and to assess the relationship between these levels and clinical parameters. -/- Methods: Serum anti-PLA2R antibody levels, complete blood count, urea, creatinine (Kre), total protein,albumin, low-density lipoprotein (LDL)-cholesterol, triglycerides (TG), high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol, total cholesterol, C-reactive protein (crp), sedimentation, proteinuria were measured from 71 IMN patients and 48 healthy volunteers. -/- (...) Results: Of the values compared between the two groups, the urea, creatinine, and modified diet renal disease (MDRD) were similar, total protein, albumin, LDL-cholesterol, TG, total cholesterol, HDL-cholesterol, and complete urinalysis protein values were statistically significantly high in the patient group, as expected in nephrotic syndrome (p<0.01). The anti-PLA2Rantibody levels measured using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in patient and control groups were found to be negative. The anti-PLA2R level was found to be 0.104 (0.093-0.129) ng/ml in the IMN group, while it was 0.141 (0.117-0.177) ng/ml in the control group (P=0,001). Although the P value was significant, the anti-PLA2R antibody level was found to be high in the control group and was outside the reference range of the kit. -/- Conclusion: There is a need to conduct more sensitive studies with a higher number of patients in order to distinguish between primary and secondary nature and to investigate the presence of anti-PLA2R in IMNpatients, which constitute the majority of nephrotic syndromes in adults. Antibody titer levels were observed to be low and it was revealed that the measurement range of the antibody kit used in the study should be more sensitive. (shrink)

Consciousness is seen as a difficult “binding” problem. Binding, a process where different sensations evoked by an item are associated in the nervous system, can be viewed as a process similar to associative learning. Several reports that consciousness is associated with some form of memory imply that different forms of memories have a common feature contributing to consciousness. Based on a proposed synaptic mechanism capable of explaining different forms of memory, we developed a framework for consciousness. It is based on (...) the formation of semblance of sensory stimulus from 1)synaptic semblances when excitatory postsynaptic potentials arrive at functionally LINKed postsynaptic membranes, and 2) network semblances when these potentials summate to elicit action potential initiating activity in a network of neurons. It is then possible to derive a framework for consciousness as a multi-dimensional semblance. According to this framework, a continuum of semblances formed from background sensory stimuli and oscillating neuronal activities serve to maintain consciousness. Feasibility of this framework to explain various physiological and pathological states of consciousness, its subjective nature and qualia is examined. (shrink)

Understanding the autonomic nervous system and homeostatic changes associated with emotions remains a major challenge for neuroscientists and a fundamental prerequisite to treat anxiety, stress, and emotional disorders. Based on recent publications, the inter-relationship between respiration and emotions and the influence of respiration on autonomic changes, and subsequent widespread membrane potential changes resulting from changes in homeostasis are discussed. We hypothesize that reversing homeostatic alterations with meditation and breathing techniques rather than targeting neurotransmitters with medication may be a superior (...) method to address the whole body changes that occur in stress, anxiety, and depression. Detrimental effects of stress, negative emotions, and sympathetic dominance of the autonomic nervous system have been shown to be counteracted by different forms of meditation, relaxation, and breathing techniques. We propose that these breathing techniques could be used as firstline and supplemental treatments for stress, anxiety, depression, and some emotional disorders. (shrink)

In this paper, I present an informational approach to the nature of personal identity. In “Plato and the problem of the chariot”, I use Plato’s famous metaphor of the chariot to introduce a specific problem regarding the nature of the self as an informational multiagent system: what keeps the self together as a whole and coherent unity? In “Egology and its two branches” and “Egology as synchronic individualisation”, I outline two branches of the theory of the self: one concerning the (...) individualisation of the self as an entity, the other concerning the identification of such entity. I argue that both presuppose an informational approach, defend the view that the individualisation of the self is logically prior to its identification , and suggest that such individualisation can be provided in informational terms. Hence, in “A reconciling hypothesis: the three membranes model”, I offer an informational individualisation of the self, based on a tripartite model, which can help to solve the problem of the chariot. Once this model of the self is outlined, in “ICTs as technologies of the self” I use it to show how ICTs may be interpreted as technologies of the self. In “The logic of realisation”, I introduce the concept of “realization” (Aristotle’s anagnorisis ) and support the rather Spinozian view according to which, from the perspective of informational structural realism, selves are the final stage in the development of informational structures. The final “Conclusion: from the egology to the ecology of the self” briefly concludes the article with a reference to the purposeful shaping of the self, in a shift from egology to ecology. (shrink)

This essay considers how scholarly approaches to the development of molecular biology have too often narrowed the historical aperture to genes, overlooking the ways in which other objects and processes contributed to the molecularization of life. From structural and dynamic studies of biomolecules to cellular membranes and organelles to metabolism and nutrition, new work by historians, philosophers, and STS scholars of the life sciences has revitalized older issues, such as the relationship of life to matter, or of physicochemical inquiries to (...) biology. This scholarship points to a novel molecular vista that opens up a pluralist view of molecularizations in the twentieth century and considers their relevance to current science. (shrink)

Assembly of minimal genomes revealed many genes encoding unknown functions. Three overlooked functional categories account for some of them. Cells are prone to make errors and age. As a first key function, discrimination between proper and changed entities is indispensable. Discrimination requires management of information, an authentic, yet abstract, cur- rency of reality. For example proteins age, sometimes very fast. The cell must identify, then get rid of old proteins without destroying young ones. Implementing discrimination in cells leads to the (...) second set of functions, usually ignored. Being abstract, information must nevertheless be embodied into material entities, with unavoidable idiosyncratic properties. This brings about novel unmet needs. Hence, the buildup of cells elicits specific but awkward material implementations, ‘kludges’ that become essential under particular settings, while difficult to identify. Finally, a third functional category char- acterizes the need for growth, with metabolic implementations allowing the cell to put together the growth of its cytoplasm, membranes, and genome, spanning different spatial dimensions. Solving this metabolic quandary, critical for engineering novel synthetic biology chassis, uncovered an unexpected role for CTP synthetase as the coordinator of nonhomothetic growth. Because a significant number of SynBio constructs aim at creating cell factories we expect that they will be attacked by viruses (it is not by chance that the function of the CRISPR system was identified in industrial settings). Substantiating the role of CTP, natural selection has dealt with this hurdle via synthesis of the antimetabolite 30-deoxy-30,40-didehydro- CTP, recruited for antiviral immunity in all domains of life. (shrink)

Coronavirus disease 2019 can lead to respiratory failure. Some patients require extracorporeal membrane oxygenation support. During the current pandemic, health care resources in some cities have been overwhelmed, and doctors have faced complex decisions about resource allocation. We present a case in which a pediatric hospital caring for both children and adults seeks to establish guidelines for the use of extracorporeal membrane oxygenation if there are not enough resources to treat every patient. Experts in critical care, end-of-life care, (...) bioethics, and health policy discuss if age should guide rationing decisions. (shrink)

This paper focuses on invasive therapeutic procedures, defined as procedures requiring the introduction of hands, instruments, or devices into the body via incisions or punctures of the skin or mucous membranes performed with the intent of changing the natural history of a human disease or condition for the better. Ethical and methodological concerns have been expressed about studies designed to evaluate the effects of invasive therapeutic procedures. Can such studies meet the same standards demanded of those, for example, evaluating pharmaceutical (...) agents? This paper describes a research project aimed at examining the interplay and sometimes apparent conflict between ethical standards for human research and standards for methodological rigor in trials of invasive procedures. The paper discusses how the authors plan to develop a set of consensus standards that, if met, would result in substantial and much-needed improvements in the methodological and ethical quality of such trials. (shrink)

RD, a 32-year-old male, was admitted to the hospital with hypoxic COVID pneumonia–a potentially life-threatening condition characterized by dangerously low levels of oxygen in the body- during one of the pandemic’s surges. While RD’s age gave the clinical team hope for his prognosis, his ability to recover was complicated by his being unvaccinated and having multiple comorbidities, including diabetes and obesity. His condition worsened to the point that he required extracorporeal membrane oxygenation (ECMO), a machine that maintains the functioning (...) of a person’s heart and lungs. -/- Given its scarcity–only 264 of the over 6,000 hospitals in the United States offer ECMO, according to the Extracorporeal Life Support Organization–as well as its high cost and the inadequate supply of staff required to maintain it, ECMO primarily serves as a bridge to support critically ill patients until they can receive an organ transplant or implanted medical device. For RD, ECMO was started to support him until he could be evaluated for, and possibly receive, a bilateral lung transplant. Despite its intended use as a treatment of last resort, some patients can remain on ECMO for weeks or months. And some are awake, alert, and capable of medical decision-making. -/- RD was one such patient. However, the transplant evaluation committee ruled out RD’s candidacy for bilateral lung transplantation, based on his poor potential for recovery and a lack of family and friends to provide post-transplant support. This determination raised the prospect of continued ECMO treatment being a bridge to nowhere. But RD was comfortable on ECMO and wanted to remain in the ICU. The ICU intensivist contacted the ethics consult service with questions about whether continued ECMO support was medically and ethically inappropriate. (shrink)

Unlike other organs that operate continuously, such as the heart and kidneys, many of the operations of the nervous system shut down during sleep. The evolutionarily conserved unconscious state of sleep that puts animals at risk from predators indicates that it is an indispensable integral part of systems operation. A reasonable expectation is that any hypothesis for the mechanism of the nervous system functions should be able to provide an explanation for sleep. In this regard, the semblance hypothesis is examined. (...) Postsynaptic membranes are continuously being depolarized by the quantally released neurotransmitter molecules arriving from their presynaptic terminals. In this context, an incidental lateral activation of the postsynaptic membrane is expected to induce a semblance (cellular hallucination of arrival of activity from its presynaptic terminal, which forms a unit for internal sensation) of the arrival of activity from its presynaptic terminal as a systems property. This restricts induction of semblance to a context of a very high ratio of the duration of the default state of neurotransmitter-induced postsynaptic depolarization to the total duration of incidental lateral activations of the postsynaptic membrane. This requirement spans within a time-bin of a few sleep-wake cycles. Since the duration of quantal release remains maximized, the above requirement can be achieved only by ceiling the total duration of incidental lateral activations of the postsynaptic membrane, which necessitates a state of sleep. (shrink)

Perception is a first-person internal sensation induced within the nervous system at the time of arrival of sensory stimuli from objects in the environment. Lack of access to the first-person properties has limited viewing perception as an emergent property and it is currently being studied using third-person observed findings from various levels. One feasible approach to understand its mechanism is to build a hypothesis for the specific conditions and required circuit features of the nodal points where the mechanistic operation of (...) perception take place for one type of sensation in one species and to verify it for the presence of comparable circuit properties for perceiving a different sensation in a different species. The present work explains visual perception in mammalian nervous system from a first-person frame of reference and provides explanations for the homogeneity of perception of visual stimuli above flicker fusion frequency, the perception of objects at locations different from their actual position, the smooth pursuit and saccadic eye movements, the perception of object borders, and perception of pressure phosphenes. Using results from temporal resolution studies and the known details of visual cortical circuitry, explanations are provided for (a) the perception of rapidly changing visual stimuli, (b) how the perception of objects occurs in the correct orientation even though, according to the third-person view, activity from the visual stimulus reaches the cortices in an inverted manner and (c) the functional significance of well-conserved columnar organization of the visual cortex. A comparable circuitry detected in a different nervous system in a remote species-the olfactory circuitry of the fruit fly Drosophila melanogaster-provides an opportunity to explore circuit functions using genetic manipulations, which, along with high-resolution microscopic techniques and lipid membrane interaction studies, will be able to verify the structure-function details of the presented mechanism of perception. (shrink)

Special and General theories of relativity may be considered as the most significant examples of integrative thinking. From these works we see that Albert Einstein attached great importance to how we understand geometry and dimensions. It is shown that physics powered by the new multidimensional elastic geometry is a reliable basis for science integration. Instead of searching for braneworlds (elastic membranes - EM) in higher dimensions we will start by searching them in our 3+1 dimensional world. The cornerstone of the (...) new philosophy is an idea that lower dimensional EMs are an essential component of the living matter, they are responsible for our perceptions, intellect, pattern recognition and high speed signal propagation. According to this theory each EM has both physical and perceptive (psychological) meanings: it exists as our Universe-like physical reality for its inner objects and at the same time it plays perceptive (psychological) role in the external bulk space-time. This philosophy may help us to build up a science which explains not only inanimate, unconscious phenomena, but consciousness as well. (shrink)

The present paper aims to contribute to the substantivalism versus relationalism debate and to defend general relativity (GR) against pseudoscientific attacks in a novel, especially inclusive way. This work was initially motivated by the desire to establish the incompatibility of any ether theories with accelerated cosmic expansion and inflation (motto: where would a hypothetical medium supposedly come from so fast?). The failure of this program is of interest for emergent GR concepts in high energy particle physics. However, it becomes increasingly (...) important to guard scientific results against their misrepresentation by fundamentally anti-scientific agendas. We therefore argue that although it is not known whether the perceived space-time is fundamental (rather than a condensed state or a particular membrane), in a fundamental theory, space-time must be abstract relational: fundamental space-time is the consistent spatial-temporal arrangement of events. To pursue its own goals, this work should be accessible to a wide audience: physicists, philosophers of science, those being tempted by anti-relativity theories, but also those who vigorously defend some orthodox relativity that is not actually supported by GR. It must thus be extensive in order to satisfy the different parties’ desire to have included and understood their respective positions. (shrink)

Previous studies have shown that zinc deficiency leads to apoptosis of neuronal precursor cells in vivo and in vitro. In addition to the role of p53 as a nuclear transcription factor in zinc deficient cultured human neuronal precursors (NT-2), we have now identified the translocation of phosphorylated p53 to the mitochondria and p53-dependent increases in the pro-apoptotic mitochondrial protein BAX leading to a loss of mitochondrial membrane potential as demonstrated by a 25% decrease in JC-1 red:green fluorescence ratio. Disruption (...) of mitochondrial membrane integrity was accompanied by efflux of the apoptosis inducing factor (AIF) from the mitochondria and translocation to the nucleus with a significant increase in reactive oxygen species (ROS) after 24 h of zinc deficiency. Measurement of caspase cleavage, mRNA, and treatment with caspase inhibitors revealed the involvement of caspases 2, 3, 6, and 7 in zinc deficiency-mediated apoptosis. Down-stream targets of caspase activation, including the nuclear structure protein lamin and polyADP ribose polymerase (PARP), which participates in DNA repair, were also cleaved. Transfection with a dominant-negative p53 construct and use of the p53 inhibitor, pifithrin- ␮, established that these alterations were largely dependent on p53. Together these data identify a cascade of events involving mitochondrial p53 as well as p53-dependent caspase-mediated mechanisms leading to apoptosis during zinc deficiency. (shrink)

Evolution and geometry generate complexity in similar ways. Evolution drives natural selection while geometry may capture the logic of this selection and express it visually, in terms of specific generic properties representing some kind of advantage. Geometry is ideally suited for expressing the logic of evolutionary selection for symmetry, which is found in the shape curves of vein systems and other natural objects such as leaves, cell membranes, or tunnel systems built by ants. The topology and geometry of symmetry is (...) controlled by numerical parameters, which act in analogy with a biological organism’s DNA. The introductory part of this paper reviews findings from experiments illustrating the critical role of two-dimensional (2D) design parameters, affine geometry and shape symmetry for visual or tactile shape sensation and perception-based decision making in populations of experts and non-experts. It will be shown that 2D fractal symmetry, referred to herein as the “symmetry of things in a thing”, results from principles very similar to those of affine projection. Results from experiments on aesthetic and visual preference judgments in response to 2D fractal trees with varying degrees of asymmetry are presented. In a first experiment (psychophysical scaling procedure), non-expert observers had to rate (on a scale from 0 to 10) the perceived beauty of a random series of 2D fractal trees with varying degrees of fractal symmetry. In a second experiment (two-alternative forced choice procedure), they had to express their preference for one of two shapes from the series. The shape pairs were presented successively in random order. Results show that the smallest possible fractal deviation from “symmetry of things in a thing” significantly reduces the perceived attractiveness of such shapes. The potential of future studies where different levels of complexity of fractal patterns are weighed against different degrees of symmetry is pointed out in the conclusion. (shrink)

Hydranencephaly is a developmental malady, where the cerebral hemispheres of the brain are reduced partly or entirely too membranous sacs filled with cerebrospinal fluid. Infants with this malady are presumed to have reduced life expectancy with a survival of weeks to few years and which solely depends on care and fostering of these individuals. During their life span these individuals demonstrate behaviours that are termed “vegetative” by neuroscientists but can be comparable to the state of being “aware” or “conscious”. Based (...) on the most simplified definition for consciousness i.e. “awareness” or “to be aware”, these individuals are undeniably aware of their existence and therefore should be termed “conscious”. The bigoted approach of neuroscience towards understanding consciousness is usually linked with the cortex of the brain and therefore a malady as hydranencephaly poses a great challenge to this field. This paper is a compilation of behaviours and aptitudes observed in several cases of hydranencephaly which suggests, that consciousness is not just a brain process, but is a highly quantum computed process that follows laws of quantum physics, giving rise to the subjective experience of consciousness in these individuals. (shrink)

Stress profoundly impacts quality of life and may lead to various diseases and conditions. Understanding the underlying physiological and neurological processes that take place during stress and meditation techniques may be critical for effectively treating stress-related diseases. The article examines a hypothetical physiological homeostatic response that compares and contrasts changes in central and peripheral oscillations during stress and meditation, and relates these to changes in the autonomic system and neurological activity. The authors discuss how cardiorespiratory synchronization, which occurs during the (...) parasympathetic response and meditation, influences and modulates activity and oscillations of the brain and autonomic nervous system. Evidence is presented on how synchronization of cardiac and respiratory rates during meditation may lead to a homeostatic increase in cellular membrane potentials in neurons and other cells throughout the body. These potential membrane changes may underlie the reduced activity in the amygdala, and other cortical areas during meditation, and research examining these changes may foster better understanding of the restorative properties and health benefits of meditation. (shrink)

To explain the origin of anything, we must be clear about that which we are explaining. There seem to be two main meanings for the term consciousness. One might be called open in that it equates consciousness with awareness and experience and considers rudimentary sensations to have evolved at a specific point in the evolution of increasing complexity. But certainly the foundation for such sensation is a physical body. It is unclear, however, exactly what the physical requirements are for a (...) “central experiencer” to emerge in the course of evolution. Some suggest that it would require a basic brain, others a central nervous system, and others stipulate only a cellular membrane. The open definition is most often assumed by the so-called hard sciences. -/- The closed meaning of consciousness differentiates between a special sort of experience, i.e., conscious experience, and a special sort of awareness (i.e., self-awareness). This is the approach of psychoanalysis and psychology that accepts the existence of an unconscious mind. It is also the view of most phenomenological philosophers and psychologists (Martin Heidegger, Maurice Merleau-Ponty, Jacques Lacan, etc.). This entry discusses several scientific and philosophical views of consciousness and its origins. (shrink)

OBJETIVO A gestação nos mamíferos domésticos é um processo fisiológico que implica mudanças físicas, metabólicas e hormonais na fêmea, que culminam com o nascimento de um novo indivíduo. Desta forma, a compreensão de tais mudanças e como estas favorecem um ambiente ideal de desenvolvimento embrionário inicial, até a placentação e a fisiologia envolvidas durante esses processos é fundamental na tomada de decisões quanto à saúde reprodutiva da fêmea, na seleção de futuras matrizes e até mesmo para a saúde fetal e (...) sanidade do novo animal. Neste capítulo, o estudante compreenderá de forma clara, concisa, didática e objetiva, as adaptações maternas e fetais para o estabelecimento da gestação após a fecundação, o desenvolvimento desta e também identificará as diferenças existentes entre as espécies de interesse zootécnico. INTRODUÇÃO O estabelecimento da gestação nos mamíferos domésticos inclui três etapas fundamentais: o reconhecimento materno da gestação ou prenhez (RMP), a implantação e a placentação. Dentro da fisiologia da reprodução nos mamíferos, a implantação e a placenta- ção constituem processos essenciais na nutrição do embrião e do feto e, portanto, para seu desenvolvimento; devido a isso, são etapas críticas para a produção animal já que possuem um efeito direto sobre a eficiência reprodutiva. Nos bovinos leiteiros, por exemplo, estima-se uma taxa de fertilização perto de 95%, embora apenas 55% desses zigotos se desenvolvam e cheguem ao parto, o qual representa uma perda de gestações perto de 35%. Entre 70% e 80% das mortes embrionárias ocorrem durante as três semanas seguintes à ovulação, o que coincide com o período no qual se estabelecem os processos de implantação e placentação supracitados. O desenvolvimento embrionário precoce depende da sincronia de eventos entre o oviduto-útero e o embrião. Foi determinado que a presença do embrião pode modificar as secreções ovidutais e uterinas durante as fases iniciais de desenvolvimento. O ambiente endócrino materno (predominância de progesterona) também modula as características das secreções ovidutais e uterinas para assegurar a sobrevivência embrionária no caso da fertilização ter sido bem sucedida. Se este último ocorrer, então o embrião deverá indicar à mãe a sua existência para que sejam mantidas as condições adequadas ao seu desenvolvimento. Como supracitado, o embrião em seu curso pelo oviduto requer certas secreções para sobreviver e desenvolver-se, no entanto, graças à fertilização in vitro, têm-se dispensado a importância das secreções ovidutais, já que se observou que um embrião é capaz de se desenvolver em condições laboratoriais fora do aparelho reprodutor materno durante as suas fases iniciais, e consegue estabelecer uma gestação normal que chega a termo após a sua reintrodução no útero. Em estágios mais tardios de desenvolvimento o embrião necessita necessariamente do meio uterino para sobreviver e continuar o seu crescimento. No bovino, por exemplo, o embrião só é capaz de alongar-se estando dentro do útero, indicando a presença de fatores específicos necessários para que o embrião se desenvolva de maneira normal. Um meio endócrino no qual predomina a progesterona materna durante a gestação induz a secreção do histiotrofo (ou leite uterino) que permite a nutrição e a sobrevivência do embrião antes da implantação e da formação da placenta, através do qual obterá a maioria do fornecimento e intercâmbio necessários para continuar o seu desenvolvimento intra-uterino. SEGMENTAÇÃO E DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO PRECOCE O desenvolvimento embrionário precoce, conhecido como período de pré- -implantação, é essencial; inclui processos de divisão e diferenciação celular que são realizadas no início com uma elevada sincronização para garantir o desenvolvimento correto do indivíduo dentro do útero. Esta fase envolve a passagem do zigoto (unicelular), a embrião (multicelular) e, por fim, em concepto (quando se distingue o embrião com suas membranas extraembrionárias). O desenvolvimento precoce é o estágio mais dinâmico e vulnerável na formação de um indivíduo. Investigações recentes demonstraram que alterações nesta etapa podem modificar características produtivas ou reprodutivas durante a vida adulta. É por isso que é necessário conhecer as etapas fisiologicamente normais envolvidas neste processo (figura 1). Em fases mais tardias de desenvolvimento, o embrião se converterá em um feto com todos os sistemas e tecidos diferenciados observados num animal adulto. Após a fertilização, o zigoto resultante é capaz de dar origem a um novo organismo completo, de modo que se considera como uma célula totipotencial. O desenvolvimento embrionário começa e se consegue graças a uma série de divisões mitóticas conhecidas como segmentação ou clivagem (cleavage, em inglês). A primeira divisão mitótica dá origem a duas células filhas idênticas (figura 1), e ocorre por volta das 20 às 30 horas depois da fertilização, com divisões subsequentes a cada 12 a 24 h, dependendo da espécie. As células resultantes destas divisões são conhecidas como blastômeros. A orientação da divisão inicial que dá origem aos dois primeiros blastô- meros, parece ser guiada pela posição dos corpos polares. As divisões iniciais das células embrionárias são sincrônicas, no entanto, conforme o desenvolvimento se torna assincrônicas. Assim, a divisão mitótica inicial dá origem a um embrião de duas células (dois blastômeros), a segunda a um embrião de quatro células, a terceira a um de oito células e a quarta a um com 16 células, onde passa a ser chamado de mórula. Estas divisões são realizadas sem o aumento do volume do citoplasma, para que seja restabelecida uma proporção celular mais adequada à das células somáticas, já que o ovócito é a célula mais grande do organismo (um ovócito mede entre 100 e 150 μm do ovócito, enquanto uma célula somática mede de 10 a 20 μm); e porque o embrião ainda está contido dentro da zona pelúcida (figura 1). Um dos pontos críticos durante o desenvolvimento embrionário precoce é a ativação do genoma embrionário. Durante as etapas iniciais após a fertilização, as proteínas e RNAs “herdados” do ovócito são responsáveis pelo metabolismo e desenvolvimento inicial do embrião. É apenas até o estágio de quatro (ratos) ou oito blastômeros (espécies domésticas e humanas) em que o embrião começa a sintetizar o seu próprio RNAm (mensageiro) e as proteínas específicas necessárias para controlar o seu crescimento e metabolismo. A qualidade do ovócito que é fertilizado, consequente- mente, tem um grande impacto sobre a sobrevivência inicial do embrião. Quando o embrião atinge uma média de 16 a 32 células é conhecido como mórula (tabela 1) (do latim morus: mora), e nesta fase o embrião começa a compactar-se, o que ocorre porque começam a estabelecer-se diferentes uniões celulares, de acordo com a relação espacial entre os blastômeros. As células centrais desenvolvem-se incluindo entre elas junções comunicantes, conhecidas também como junções GAP, enquanto as que se encontram na periferia estabelecem uniões estreitas, dando origem a duas subpopulações distintas de blastômeros: periféricos e centrais. Cabe mencionar que os blastômeros que compõem a mórula ainda são células capazes de dar origem a um novo indivíduo completo, ou seja, são totipotenciais. À medida que a mórula continua a dividir-se e a crescer, as células localizadas na periferia começam a liberar sódio para os espaços intercelulares, criando uma diferença na pressão osmótica seguida pela entrada de água ao embrião. O líquido se acumula e provoca a separação das células, distinguindo ainda mais as duas subpopulações de células mencionadas (periféricas e centrais) e forma-se uma cavidade cheia de líquido. Esta cavidade é conhecida como blastocele; com a sua formação o embrião entra em fase de blastocisto (figura 1, tabela 1). Da subpopulação celular da periferia se origina do trofoblasto (trofoectoderma) que formará a maioria das membranas extraembrionárias (placenta), e da subpopulação central é estabelecida a massa celular interna ou embrioblasto, que dará origem ao embrião propriamente dito, ou seja, ao feto. Ao continuar a multiplicação e crescimento do trofoblasto à medida que o blastocisto se desenvolve, as células da massa interna se diferenciam novamente em dois segmentos distintos: a endoderme primitiva ou hipoblasto e o epiblasto (figura 1), em que todos os tecidos do organismo (saco vitelino) são originados e as células germinativas primordiais. Uma vez formado, o epiblasto continua a dividir-se e a diferenciar-se para dar origem às três placas ou camadas germinativas conhecidas como endoderme, mesoderme e ectoderme. Este processo é conhecido como gastrulação, e durante este diferem-se no embrião as porções craniais, caudais, dorsais e ventrais, processo conhecido como polaridade do embrião, que orienta o desenvolvimento dos diversos tecidos e órgãos do indivíduo. À medida que o blastocisto continua crescendo e diferenciando-se, vai-se acumulando mais líquido no blastocele, com o que a pressão interna aumenta e a zona pelúcida começa a ficar mais fina. Este fato, juntamente com a ação de proteases produzidas pelo embrião, leva à ruptura da zona pelúcida e à saída do blastocisto (eclosão), pelo que, uma vez liberado, o embrião é conhecido como blastocisto eclodido. O trofoblasto embrionário entra, então, em contato direto com o endométrio, o que é considerado como o início da implantação. IMPLANTAÇÃO O trofoblasto embrionário, também conhecido como trofoectoderma, dá origem à maioria das membranas fetais ou placenta fetal. O processo no qual o trofoblasto se une ao endométrio materno é conhecido como implantação; para isso ocorre uma série de processos altamente sincronizados envolvendo secreções embrionárias e maternas, e interações físicas, durante um período limitado conhecido como janela de receptividade. A implantação é considerada um processo gradual que genericamente se divide em cinco fases, algumas das quais podem sobrepor-se parcialmente e diferir segundo a espécie: 1. Eclosão do blastocisto da zona pelúcida (figura 2); -/- 2. Pré-contato e orientação do blastocisto. É o contato inicial entre as células do trofoblasto e do epitélio endometrial, bem como a orientação da massa celular interna e do trofoectoderma, que assume especial importância em espécies cuja implantação é invasiva, como em roedores e primatas; 3. Aposição - refere-se ao posicionamento do blastocisto numa determinada área e de uma forma específica no útero. Começa a interdigitação das vilosidades coriônicas com o epitélio luminal do endométrio. 4. Adesão - requer sistemas de sinalização que envolvem glicoproteínas de adesão, como integrinas, selectinas e galectinas, com os seus ligantes, tanto no epitélio luminal como no epitélio trofoectoderma. 5. Invasão endometrial - este termo se relaciona ao tipo de placentação e é pertinente sobretudo para aquelas espécies onde existe uma fusão entre células do trofoblasto e do epitélio do endométrio durante a formação da placenta, ou que as células trofoblásticas penetrem as camadas endometriais e até modifiquem as células do endométrio que as rodeiam. Existem três tipos de implantação ou nidação. Na nidação central ou não invasiva, a vesícula embrionária ocupa uma posição central na luz do útero e, na sua relação com a mucosa uterina, unicamente através das vilosidades coriônicas (projeções das células trofoblásticas dentro das quais crescem capilares do feto), há adesão mas não invasão da mucosa. Este tipo ocorre nos ungulados domésticos, mas não em carnívoros. Na nidação excêntrica a vesícula embrionária está inserida num canal profundo da mucosa, parcialmente isolada da luz principal, e se apresenta na rata, cadela e gata. A nidação intersticial é própria dos primatas, rato e cobaia, e nesta produz-se a destruição do epitélio e do tecido conjuntivo do útero, de modo que a vesícula embrionária se afunda na própria lâmina mucosa e se desenvolve em um espaço intersticial. Até o momento da implantação, a nutrição do embrião é histotrófica, sendo as substâncias necessárias absorvidas através do trofoblasto, como foi mencionado anteriormente. A partir deste momento, o trofoblasto começa o desenvolvimento de uma série de membranas extraembrionárias que permitirão finalmente a troca de nutrientes e metabólitos entre o sangue materno e o do embrião, constituindo a placenta. Um fato necessário na implantação é a perda de receptores para progesterona no epitélio luminal do endométrio, e pré-sensibilização do mesmo pelos estrógenos. Apesar de parecer um efeito contraditório, este requisito permite o desaparecimento de uma camada de mucina e outros compostos proteicos, que revestem o endométrio e que atuam como uma película antiaderente que inicialmente não permite a aposição e adesão do embrião. O desaparecimento desta camada ocorre durante a janela de receptividade, seja em toda a superfície do endométrio (ruminantes, suínos e roedores) ou nas zonas específicas onde o blastocisto será implantado (humano e coelho). Por esta razão, a interação física entre o embrião e o endométrio desempenha um papel importante na implantação. Uma vez que a camada de glicoproteínas desaparecer, é possível a aposição do trofoectoderma embrionário e das células epiteliais do endométrio, iniciando assim a implantação propriamente dita através da intercomunicação entre os dois tecidos. A implantação pode ser considerada como a fixação do embrião ao útero a partir do ponto de vista físico e funcional. No entanto, como se trata de um processo progressivo e gradual, em que algumas das suas fases podem ser parcialmente sobrepostas, não existe consenso sobre o período em que se inicia e termina. Na borrega, por exemplo, estima-se que ocorra entre o dia 10 e o dia 22, enquanto na vaca entre os dias 11 e 40 pós-ovulação. Nas espécies polítocas, isto é, fêmeas que parem várias crias como as porcas, os blastocistos se distribuem ao longo dos cornos uterinos como resultado de movimentos musculares da parede uterina, aparentemente regulados por prostaglandinas e outros fatores secretados pelo útero. Por exemplo, nas porcas, os blastocistos se movem livremente entre os cornos, e a distribuição dos embriões ao implantar-se é mais uniforme do que poderia ser esperado se ocorresse meramente ao acaso. Tem observado que a deficiência na produção de ácido lisofosfatídico 3 (LPA3) e/ou seu receptor, ocasiona uma falha na distribuição dos embriões no útero. Por outro lado, não há evidência de que um blastocisto implantado exerça alguma influência inibitória sobre a implantação de outro blastocisto próximo a ele. Como supracitado, o processo de implantação inclui uma complexa interação entre o embrião e o útero, e cada um deles provê de estímulos essenciais para favorecer a progressão do outro, apresentando-se diferenças em tempos e particularidades dentro das diferentes espécies. -/- Porca O período de adesão situa-se entre os dias 12 e 24 após a fertilização. Ao redor do dia sete, o blastocisto é eclodido, porque o trofoblasto está em contato direto com o epitélio uterino e começa a proliferar com rapidez. O endoderme se forma e o blastocisto muda de uma pequena vesícula esférica para um tubo muito alongado que chega a medir cerca de um metro em poucos dias, ele que lhe proporciona uma superfície muito ampla para a absorção de nutrientes. Cadela Os embriões migram entre os dois cornos uterinos do dia 12 ao 17 após a fertilização, distribuindo-se de maneira uniforme. Estes embriões aderem ao endométrio entre os dias 16 e 18, e alcançam sua implantação final entre o dia 17 e 20 da gestação. Cabe ressaltar que nos caninos o período de pré-implantação é o mais longo das espécies domésticas, o que ocorre porque a cadela ovula ovócitos imaturos (ovócitos primários) que precisam amadurecer por dois a três dias, para formar ovócitos secundários, antes que a fertilização seja possível. Por isso, o zigoto canino chega à junção útero-tubárica entre o sétimo e o décimo dia após o pico pré-ovulatório de LH (a ovulação ocorre, em média, dois dias após o pico de LH), entrando no útero em estágio de mórula ou blastocisto em torno dos dias 10 a 12 depois do referido pico. Ovelha O desenvolvimento precoce do blastocisto é muito semelhante ao da porca. Observa-se certo grau de adesão desde o dia 10 da gestação, mas o alongamento do embrião é menos extenso do que em suínos e tem início entre o dia 11 e 12. Para a terceira semana o embrião ovino chega a medir até 30 cm de comprimento. O processo de implantação é concluído aproximadamente entre a quarta e quinta semana de gestação (figura 3). Vaca O processo de implantação é semelhante ao da borrega, mas tem início mais tarde. A zona pelúcida se perde por volta do dia 9 a 10 (blastocisto eclodido) e o embrião começa a alongar-se ao redor do dia 12 a 14, atingindo um comprimento de cerca de 60 mm para o dia 16, embora possa haver uma grande variação individual. A partir do dia 33, o córion é formado e existe uma adesão inicial que inclui dois ou quatro cotilédones, que se interdigitam rapidamente com o tecido materno de modo que o embrião começa a nutrir-se através deles. Égua O blastocisto atinge um diâmetro de cinco centímetros aos dois meses e pratica- mente não se alonga. Entre os dias seis e sete após a ovulação, o embrião começa a revestir-se de uma camada glicoproteica que se forma entre o trofoectoderma e a zona pelúcida e que contém e mantém o embrião esférico depois de ter eclodido. Esta cápsula é uma estrutura única nos equinos (cápsula embrionária), afina-se no dia 18 e se perde entre os dias 21 e 23 de gestação. Na décima semana as microvilosidades do córion se interdigitam com a mucosa da parede uterina e na semana 14 é completada a implantação. Espécies não domésticas Em algumas espécies como os marsupiais, os ursos, focas, doninhas e alguns tipos de cervídeos, pode interromper-se temporariamente o desenvolvimento do embrião in utero e adiar a sua implantação, como estratégia evolutiva para favorecer o nascimento das crias em condições ambientais favoráveis para a sua sobrevivência. Esta estratégia é conhecida como diapausa e pode ser uma condição obrigatória ou facultativa para cada gestação, dependendo da espécie. Os mecanismos que a desencadeiam e a concluem não estão totalmente explicados e são espécie-específica. RECONHECIMENTO MATERNO DA GESTAÇÃO (RMG/RMP) O estabelecimento da gestação em mamíferos domésticos requer a presença de um corpo lúteo CL funcional que produz progesterona em quantidades adequadas para manter o desenvolvimento embrionário inicial e permitir mudanças necessárias durante o período de peri-implantação. Para que o corpo lúteo seja mantido e a fêmea seja impedida de reiniciar um novo ciclo estral, o embrião deve sinalizar sua presença para a mãe. O sinal para o reconhecimento materno da gestação (RMG) provém então do embrião e podem ser de dois tipos: luteotrópico ou anti-luteolítico. No primeiro, a(s) substância(s) produzida(s) pelo embrião que atua(am) sobre o corpo lúteo para manter sua funcionalidade, por exemplo a gonadotrofina coriônica humana (hCG) e a prolactina em roedores. O segundo tipo de sinal previne ativamente a luteólise, e é o mecanismo presente nas espécies domésticas em que o embrião produz substâncias como o interferon-τ (IFN-τ) em ruminantes ou os estrógenos em suínos. Ruminantes Como supracitado, o IFN-τ é responsável pela sinalização para o reconhecimen- to materno da gestação neste grupo que engloba cabras, ovelhas e vacas (figura 4). É um fator produzido pelas células do trofoblasto do embrião, e pode ser detectado a partir dos dias 11 a 12 em ovinos e de 14 a 15 em bovinos. Uma vez secretado, o IFN-τ impede a lise do corpo lúteo (efeito anti-luteolítico) por meio do bloqueio indireto da síntese de prostaglandina F2 alfa (PGF2α). No trabalho acerca do ciclo estral foi explicado que a luteólise requer a presença de receptores de ocitocina (OTR) no endométrio, que ao unir-se ao seu ligante, a ocitocina (proveniente inicialmente do hipotálamo e posteriormente de origem lútea), estimulam a produção de PGF2α e estabelecem um feedback positivo, que culminará na destruição do CL. Para que os OTRs sejam sintetizados, é necessária uma estimulação prévia do endométrio com estradiol, que ocorre através da ligação com seus receptores (ER-1). O mecanismo pelo qual o IFN-τ impede a lise do corpo lúteo é bloqueando, direta ou indiretamente, a síntese de OTR e, consequentemente, a produção pulsátil de PGF2α. Suínos No caso dos suínos, considera-se que o sinal embrionário para o reconhecimento materno da gestação são os estrógenos, produzidos pelos embriões em torno do dia 11 a 12 pós-ovulação. O endométrio suíno produz PGF2α que, quando não há gestação, é secretado na circulação uterina (secreção endócrina), de onde é transportada em direção ao CL para causar luteólise. Se há embriões no útero produzindo suficiente quantidades de estradiol, isso redireciona a secreção de PGF2α para o lúmen uterino (secreção exócrina), evitando que seja liberado para a circulação e, portanto, é sequestrado impedindo que chegue ao corpo lúteo (figura 5). É importante enfatizar que a produção de PGF2α não é inibida, mas sua secreção é redirecionada. Este mecanismo é conhecido como teoria endócrino-exócrina. Vale ressaltar que para o sinal de reconhecimento materno da gestação na porca ser eficiente, é necessário a presença de pelo menos quatro embriões, dois em cada corno, uma vez que se não houver dois embriões, um em cada corno, ocorre luteólise e reinicia a atividade cíclica. Embora os estrógenos sejam identificados como o sinal de reconhecimento materno nesta espécie, o embrião suíno também produz outros fatores, como a PGE2 e o ácido lisofosfatídico, considerado necessário para o estabelecimento adequado da gestação. A PGE2 ocasiona uma redução na produção de PGF2α em favor da PGE2 no endométrio e favorece a contração do miométrio para permitir a migração de embriões. O ácido lisofosfatídico, juntamente com seu receptor, é um fator crítico que favorece a migração intra-uterina, e permite uma distribuição adequada dos embriões ao longo dos cornos. Outras substâncias produzidas pelo embrião suíno são o IFN-delta (IFN-δ) e IFN-gama (IFN-γ), que não possuem ação anti-luteolítica, mas poderiam intervir no processo de implantação. Equinos Na égua é essencial que o embrião, ainda rodeado pela sua cápsula embrionária, migre de 12 a 14 vezes por dia através do útero, entre os dias 12 e 14 após ovulação, a fim de distribuir o fator de reconhecimento materno (figura 6). Embora seja sabido que existe, este último ainda não foi identificado, mas foi estabelecido que é da natureza proteica e seu principal efeito é a inibição da produção endometrial de PGF₂α, mediante a redução na formação do receptores de ocitocina; desta forma, evita-se o início do sinal luteolítico. É interessante notar que nesta espécie a ocitocina não é de origem lútea e sim endometrial. Primatas Ao contrário das espécies domésticas mencionadas, o mecanismo de ação do sinal de reconhecimento materno em primatas é luteotrópico. No humano, o embrião produz gonadotrofina coriônica humana (hCG) após o início da implantação (dias 6 a 8). A hCG estende a vida funcional do CL por meio de sua ligação a receptores lúteos para LH, estimulando assim a liberação de progesterona. Este efeito permite a “sobrevivência” do CL pelo menos até o momento em que a produção de progesterona é transferida para a placenta para levar a gestação a termo. Carnívoros Na cadela não é necessário o reconhecimento da gestação, já que normalmente o corpo lúteo tem uma vida média maior que a duração da gestação. Como na égua, a migração dos embriões através do útero antes da implantação pode favorecer o reconhecimento materno. Adicionalmente, tem sido descrito que durante o período antes da implantação (< 10 dias depois da ovulação), há um aumento na expressão de genes relacionados com a imunomodulação local (IFN-γ, IL-4 e CD8+), que não estão presentes em cadelas durante o diestro. A produção de IFN-γ por parte do embrião canino, como em outras espécies, pode estar envolvida na implantação ou o reconheci- mento da gestação, mas até o momento não foi demonstrado de forma inequívoca. Na gata doméstica, o fator que favorece o reconhecimento materno da gestação ainda não foi descrito. Temos que lembrar que seja qual for o mecanismo envolvido, a produção do sinal embrionário de reconhecimento materno da gestação é importante, já que a contínua presença de progesterona na circulação materna, faz possível que ocorra o desenvolvimento precoce do embrião e eventualmente a implantação, com a formação do órgão temporal mais importante para o desenvolvimento fetal: a placenta. Resumindo, o sinal enviado pelo embrião deve ser dado antes do útero começar a secretar PGF2a, hormônio que causa a destruição do corpo lúteo produtor da progesterona necessária para a gestação. O embrião deve secretar algumas substâncias (denominadas EPF: Early Pregnant Factors/fatores de gestação precoce) que capte o endométrio materno e sirva para evitar a ação luteolítica da PGF2a. Na porca, em vez de ser evitada a secreção de PGF2a, o referido hormônio é “sequestrado na luz do útero” e, desta forma, passa a secretar-se em forma exócrina, sem ter efeito sobre o corpo lúteo. No bovino, o reconhecimento materno da gestação é o processo fisiológico no qual o embrião, por meio de sinais moleculares como a secreção de interferon-τ (IFN-τ), anuncia sua presença no trato reprodutivo materno a fim de evitar que seja desencadeado o mecanismo luteolítico exercido pela PGF2a sobre o corpo lúteo. PLACENTAÇÃO Nos mamíferos domésticos, o processo de implantação é gradual e prolongado, e ocorre paralelamente a processos como a gastrulação e a formação de membranas extra- embrionárias: saco vitelino, âmnio, alantóides e córion. A formação das membranas extraembrionárias nos mamíferos eutérios, ou seja, aqueles que formam uma placenta completa, é um processo indispensável que permite ao embrião aderir-se ou implantar-se ao endométrio materno. As quatro membranas extraembrionárias mencionadas são formadas a partir do trofoblasto, mesoderme e endoderme embrionários. O saco vitelino fornece nutrientes no desenvolvimento inicial do embrião e se converte em vestigial quando a gestação progride; tem origem no endoderma primitivo, estrutura que junta com o trofoblasto e o mesoderma, formam o córion e âmnions. O âmnion contém o líquido amniótico que está em contato direto com o embrião e é a membrana mais interna; ademais, protege o feto, proporciona lubrificação para o parto e serve como um depósito para urina e resíduos fetais. O córion, por outro lado, é a membrana mais externa do embrião e, portanto, é a que entra em contato direto com o endométrio uterino materno; se fixa ao útero, absorve nutrientes do útero, permite a troca gasosa materno/fetal e produz hormônios. O alantóide se origina de uma evaginação do intestino primitivo e é de onde surge o sistema vascular da placenta fetal; a fusão com o córion (placenta cotiledonária), carrega os vasos sanguíneos do cordão umbilical, que liga o feto com o alantóide e é um reservatório de nutrientes e resíduos. Conforme o embrião se desenvolve, o saco vitelino regride e o alantóide se enche de líquido, pelo que este último se funde com o córion para formar o corioalantóides, que se torna a membrana mais externa e, portanto, a porção fetal do placenta. A placenta é um órgão temporário que representa uma interface através da qual realiza a troca bidirecional de nutrientes, gases, hormônios e outras substâncias entre a mãe e o feto. A unidade funcional da placenta são as vilosidades corioalantóicas, as quais são projeções pequenas dos corioalantóides que se interdigitam com o endométrio uterino, cuja superfície de absorção permite essa troca. A placenta é um órgão endócrino capaz de produzir uma gama de hormônios que ajudam a controlar o ambiente uterino, favorecendo o desenvolvimento do feto, além disso possui um papel importante no momento do parto. Nas diferentes espécies a placenta tem características particulares, pelo qual existem várias classificações, de acordo com a sua posição uterina, a distribuição das vilosidades corioalantóicas e a sua histologia. Posição uterina Refere-se à posição do concepto em relação ao lúmen uterino (figura 7). Central: O concepto ao ser implantado permanece em contato com o lúmen do útero. A maioria das espécies domésticas de importância veterinária estão dentro desta classificação. Excêntrica: O concepto penetra parcialmente o endométrio materno, mas mantém um certo contato com o lúmen uterino. Os roedores (ratos e ratos) e a coelha possuem este tipo de placentação. Intersticial: O embrião invade o endométrio, perde contato com o lúmen uterino, e ao crescer o lúmen uterino se oblitera. Os humanos e a maioria dos primatas mostram este tipo de placenta. Distribuição das vilosidades As vilosidades que formam a interface materno-fetal podem estar distribuídas de maneira diferente ao longo da superfície dos corioalantóides, pelo qual a placenta pode ser classificada como (figura 8): Difusa: Neste tipo de placenta as vilosidades estão distribuídas ao comprimento de toda a superfície do córion (corioalantóides) de maneira uniforme. As placentas de suínos e equinos se enquadram nesta classificação, embora, nesta última espécie, as vilosidades formem estruturas mais ramificadas, que são chamadas microcotilédones (figura 10). Zonal: Esta placenta se apresenta nos carnívoros domésticos, tanto caninos como felinos. As vilosidades que determinam a zona de troca de nutrientes e resíduos, e de ligação com o endométrio são delimitadas de forma a formar uma cintura central em torno do feto (figura 9). Distingue-se também uma segunda região chamada paraplacenta, que se localiza em ambos lados deste “cinto”, e do qual a função não é inteiramente conhecida, embora sabe-se que desempenha um papel importante na troca de ferro da mãe para o feto. As extremidades laterais dos corioalantóides nestas placentas não possuem vilosidades por isso não se ligam ao endométrio. Uma terceira região é a zona transparente nas extremidades distais do córion que tem pouca vascularização. Esta zona pode estar envolvida na absorção de materiais diretamente do lúmen uterino (figura 11). Cotiledonária: É o tipo de placentação que se encontra presente nos ruminantes (ovinos, caprinos e bovinos). As vilosidades coriônicas nestas espécies são agrupadas em pequenas áreas do córion chamadas cotilédones, que se interdigitam e fundem-se parcialmente com locais delimitados no endométrio chamados carúnculas, formando, em conjunto, estruturas conhecidas como placentomas. Cabe destacar que as carúnculas carecem de glândulas endometriais, que só estão presentes nas porções inter-carun- culares do endométrio. Os placentomas, por sua vez, são altamente vascularizados e são remodelados com o progresso da gestação, ramificando-se para aumentar a superfície de troca e o fluxo sanguíneo para aumentar os requisitos do feto em crescimento. Nas zonas inter-carunculares, a placenta é ligada ao endométrio por meio de sistemas de adesão superficial que envolvem glicoproteínas. Acredita-se que a adesão do concepto com o endométrio (carúnculas) é estabelecida em torno de 30 dias em ovinos e 40 dias em bovinos. (figuras 13 a 17). Discoidal: Nestas placentas, as vilosidades agrupam-se numa área circular ou oval, formando uma estrutura discoidal. Este tipo de placenta é encontrada principal- mente em coelhas, roedores e primatas, incluindo os humanos. Histologicamente Esta classificação considera o número de camadas de tecido que compõem a placenta e que separam a circulação materna da circulação fetal (tabela 3). O número máximo é de seis camadas, três do lado fetal (córion, tecido intersticial e endotélio do vaso sanguíneo) e três do lado materno (epitélio endometrial, tecido intersticial e endotélio vascular) (figura 19 e tabela 3). O modo de distinguir e nomear os diferentes tipos de placenta nesta classificação é usando como prefixo a camada materna que está em contato com o córion fetal. As diferentes placentas baseados em sua histologia são as seguintes (figura 19): Epiteliocorial: É o menos íntimo entre os tipos de placentas (figura 20). Estas placentas conservam intactas as seis camadas de tecido, portanto que mantêm as circulações materna e fetal mais separadas, e consideradas como as mais impermeáveis. Este tipo de placenta está presente na porca e égua. Lembre-se de que as placentas da porca e da égua são diferentes e as vilosidades ocupam uma grande proporção da área de superfície do córion (figura 19 A). Também apresenta-se nos ruminantes, no entanto, as placentas dos ruminantes apresentam algumas características particulares que as colocam como um subgrupo e se chamam sinepiteliocorial ou sindesmocorial (figura 19 B). Na vaca, este tipo apresenta-se nos primeiros 2-3 meses de gestação. Além da característica de erosão parcial do epitélio endometrial, um tipo de célula único é encontrado na placenta de ruminantes. Essas células são chamadas células gigantes binucleadas. Como o nome indica, elas são caracterizadas como bastante grandes e com dois núcleos. Na placenta dos ruminantes, algumas células do epitélio coriônico conhecidas como células binucleadas, se fundem com algumas células do epitélio endometrial, criando inicialmente células gigantes trinucleadas e mais tarde placas ou sincícios multinucleados. Estes sincícios têm em consequência uma origem tanto fetal como materna, que criam lugares delimitados nos quais em vez de existir intacta uma camada de epitélio coriônico e outra de epitélio endometrial, encontra-se uma só camada que combina as duas origens. As células gigantes binucleadas migram e mudam seu número ao longo da gestação em forma dinâmica. Este tipo celular é importante porque secretam uma variedade de hormônios. Células gigantes binucleadas aparecem por volta do dia 14 na ovelha e entre os dias 18 e 20 na vaca. Endoteliocorial: 5 camadas. Neste tipo de placentação o córion fetal está em contato direto com o endotélio vascular do endométrio graças à erosão do epitélio e do tecido conectivo endometrial (tecido intersticial) durante a implantação (figura 19 C). De modo que o intercâmbio de substâncias e resíduos só requer atravessar quatro camadas de tecidos. Este tipo de placenta é presente principalmente em cães e felinos. Nota-se nas figuras 19 C e 21 que este tipo de placenta é mais íntimo do que a placenta epiteliocorial porque o epitélio endometrial não existe mais. Hemocorial: 3 camadas (figura 22). Aqui o epitélio coriônico está intacto e entra em contato direto com o sangue materno em regiões onde formam reservatórios de sangue semelhantes a poços (figura 19 D). O intercâmbio de substâncias e resíduos entre a mãe e o feto é mais direto uma vez que é necessário atravessar apenas três camadas para chegar até à circulação fetal. Algumas espécies de primatas, incluindo o ser humano e os roedores possuem este tipo de placentação. MEMBRANAS EXTRAEMBRIONÁRIAS EM AVES Ao mesmo tempo que se estabelece o corpo embrionário e os esboços de cada um dos órgãos começam a gerar-se, torna-se imperioso garantir a sobrevivência do embrião. Tenha-se em conta que nas aves todo o necessário para o desenvolvimento é encontrado no ovo pelo que deve-se reforçar a eficácia das estruturas criadas para garantir o objetivo a que se destina. O exterior é fornecido apenas com o O2; emite CO2 e vapor de água no exterior (perda de 15% da água durante a incubação inicial). Além disso, o neonato não é imaturo, como nos anfíbios, mas está em um estádio maduro juvenil. Como indicado, são quatro as problemáticas a que deve fazer frente o embrião: prover-se de um meio que garanta o desenvolvimento volumétrico, amortecendo os movimentos físicos excessivos que possam traumatizá-lo e evitar a dessecação; assegurar que os nutrientes (vitelo e albúmen) sejam incorporados de forma correta no interior do embrião; assegurar o intercâmbio de gases; e eliminar substâncias tóxicas derivadas do metabolismo proteico. Para atender estas necessidades são desenvolvidas uma série de membranas extrambrionárias que se vão expandindo progressivamente pelo interior do ovo. A dureza da casca e sua relativa impermeabilidade protege-o igualmente da intempérie terrestre. -/- Figura 23: Evolução das membranas extraembrionárias de galinha (3 e 10 dias de incubação). -/- Saco vitelino: o saco vitelino é a primeira membrana extraembrionária em formação. Aparece como consequência direta da gastrulação: as camadas germinativas que se formam ao nível do disco embrionário expandem-se progressivamente contornando o vitelo. Assim, as células provenientes da área opaca (equivalente ao trofoblasto dos mamíferos) migram sobre o vitelo, terminando quase por cobrir, o mesmo ocorre com o endoderma mais internamente, formando-se assim um saco bilaminar. Posteriormente, o mesoderma se interpõe entre ambos, progredindo igualmente no sentido distal, rodeando o endoderma e aderindo-se ao mesmo e ao equivalente de trofoblasto. Ao estabelecer-se o celoma, o saco é constituído pelo endoderma e folha esplâncnica do mesoderma lateral. Este mesoderma vai progredindo no sentido distal e se vasculariza profunda- mente; os vasos distais se anastomosam formando um anel vascular denominado seio terminal, que marca o limite do mesoderma em expansão. Assim, sobre o vitelo é distinguível um área distal não vascularizada (área vitelina) e uma área proximal vascularizada (área vasculosa) que vai ficando progressivamente maior. Ao sexto dia de incubação mais da metade da superfície do vitelo foi envolvido pelo mesoderma. Os nutrientes do vitelo são absorvidos e desdobrados a componentes mais simples por enzimas produzidas pelo endoderma, sendo incorporados aos vasos vitelinos que os veicularão até o coração, que os impulsionará a todo o embrião. Durante a fase embrionária (até ao sexto dia de incubação), o oxigênio do exterior chega até a área vasculosa por difusão, incorporando-se daqui ao embrião; além disso, durante a primeira semana, as alterações na composição e volume do vitelo fazem que se disponha flutuando sobre o albúmen, o que faz com que a área vasculosa fique em contato com a casca, favorecendo-se assim a respiração. O intestino primitivo se instaura a partir das porções mais proximais do saco vitelino à vez que o corpo é fechado (2º-3º dia). O saco vitelino vai regredindo à medida que se vão esgotando os nutrientes do vitelo que aloja. Pouco antes do nascimento é incorporado à cavidade corporal como divertículo vitelino que fica unido ao jejuno; o divertículo vitelino persiste até seis dias após o nascimento, constituindo uma fonte adicional de nutrientes. -/- Figura 24: Feto de galinho ao fim, perto de ser eclodido. -/- mnios: no segundo dia (-30 horas) de incubação se formam as dobras amnióticas na somatopleura extraembrionária, perto do disco embrionário. Progridem dorsalmente, terminando por convergir e fundir-se cerca de 72 horas de incubação, coincidindo com o fechamento corporal, assim sendo constituído o âmnios, que terminará perdendo todo o contato com o córion. A cavidade amniótica que limita está cheia de um líquido seroso que garante que o embrião seja desenvolvido em um meio aquoso; este líquido é secretado pelo âmnios, mas também composto por substâncias formadas pelos rins, cavidade oral e aparelho respiratório. Córion: após a formação do celoma e o estabelecimento e fusão das dobras amnióticas, a parte da somatopleura extraembrionária que fica mais periférica constitui o córion (também denominado serosa nas aves); permanece formada pela área opaca expandida e mesoderma somático. Progressivamente vai aderindo-se à membrana testácea interna deslocando o albúmen; sobre o dia 12 termina por cobrir toda a superfície interna da casca. Intervém na troca gasosa com o meio ambiente através dos poros da casca e na captação do cálcio desta. Alantóides: o alantóide inicia a sua formação no dia 3 de incubação. Cresce rapidamente, ocupando o espaço exocelômico, terminando por cobrir o âmnios e saco vitelino. Progressivamente, entre os dias 4 a 10, sua parte mais externa se funde com o córion, formando-se o alantocórion, membrana trilaminar que cobrirá a superfície interna da casca, aderindo-se à membrana testácea interna, cujo mesoderma (esplâncnico) se vasculariza intensamente. A partir do dia 7 substitui completamente a área vasculosa como órgão respiratório, sendo garantido o aumento gradual das necessidades de troca gasosa na fase fetal do desenvolvimento (desde o dia 8), de rápido crescimento. A capacidade de capilarização desta membrana é muito maior do que a do saco vitelino. Na cavidade alantóica acumula-se a urina produzida pelos rins, afastando os produtos tóxicos do embrião; a membrana também age sobre este fluido intervindo na manutenção do equilíbrio hídrico e mineral do embrião. -/- Figura 25: Formação do saco vitelino. Limite entre a área vascular e avascular. Seio terminal. -/- O albúmen perde água rapidamente e torna-se menos volumoso e mais viscoso, terminando por desaparecer progressivamente. A ligação do alantocórion à membrana testácea interna faz com que seja marginalizado para uma posição periférica, no polo agudo do ovo. Aqui, o alantocórion que o rodeia constitui o saco do albúmen. O albúmen é a principal fonte de água e proteínas. A água é incorporada ao vitelo, o que, ao tornar-se mais volumoso, provoca que, entre os dias 3 e 4, se rompa a membrana vitelina; apenas restos mortais devem permanecer entre o saco vitelino e o albúmen. Dentro do saco vitelino, a água se acumula principalmente sob o embrião -fluido subembrionário-; este fluido atinge o seu volume máximo (15 ml) no dia 6. As proteínas serão incorporadas principalmente a partir de no dia 12, seja através do saco vitelino, do saco do albúmen ou por ingestão de líquido amniótico, dada a comunicação seroamniótica que se estabelece. Na galinha, a eclosão ocorre aos 21 dias de incubação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- Anotações de aulas de Embriologia Básica, Prof. Dr. Edson João da Silva, UFRPE, 2021. BAZER, Fuller W. et al. Novel pathways for implantation and establishment and maintenance of pregnancy in mammals. MHR: Basic science of reproductive medicine, v. 16, n. 3, p. 135-152, 2009. CARTER, Anthony M. Evolution of placental function in mammals: the molecular basis of gas and nutrient transfer, hormone secretion, and immune responses. Physiological Reviews, 2012. CARTER, A. M.; ENDERS, A. C. Placentation in mammals: Definitive placenta, yolk sac, and paraplacenta. Theriogenology, v. 86, n. 1, p. 278-287, 2016. CONSTANTINESCU, G.M.; SCHATTEN, H. Comparative reproductive biology. Carlton: Blackwell Publishing, 2007. 402p. Avicultura: Formação do Ovo. Desenvolvimento Embrionário e Diferenciação Sexual nos Animais Domésticos. Disponível em:. Acesso em: Dezembro de 2021. Diferenciação e Determinação Sexual dos Animais. Fisiologia do Ciclo Estral dos Animais Domésticos. Emanuel Isaque Cordeiro da Silva, 2021. Manejo na Avicultura: Postura, Iluminação e Incubação dos Ovos. Transporte de Gametas, Fertilização e Segmentação. FERRER‐VAQUER, Anna; HADJANTONAKIS, Anna‐Katerina. Birth defects associated with perturbations in preimplantation, gastrulation, and axis extension: from conjoined twinning to caudal dysgenesis. Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology, v. 2, n. 4, p. 427-442, 2013. GALINA, Carlos; VALENCIA, Javier. Reproducción de los animales domésticos. 2006. GEISERT, Rodney D.; SPENCER, Thomas E. Placentation in Mammals. Springer, 2021. GINTHER, O. J. Reproductive Biology of The mare: Basic and Applied Aspects. 2. ed. Cross Plains, Wisconsin: Equiservices, 1992. GUILLOMOT, Michel. Cellular interactions during implantation in domestic ruminants. Journal of Reproduction and Fertility-Supplements only, n. 49, p. 39-52, 1995. KLEIN, C.; TROEDSSON, M. H. T. Maternal recognition of pregnancy in the horse: a mystery still to be solved. Reproduction, Fertility and Development, v. 23, n. 8, p. 952-963, 2011. MIGLINO, Maria Angelica et al. The carnivore pregnancy: the development of the embryo and fetal membranes. Theriogenology, v. 66, n. 6-7, p. 1699-1702, 2006. MOFFETT, Ashley; LOKE, Charlie. Immunology of placentation in eutherian mammals. Nature Reviews Immunology, v. 6, n. 8, p. 584-594, 2006. PRETZER, S. D. Canine embryonic and fetal development: A review. Theriogenology, v. 70, n. 3, p. 300-303, 2008. SENGER, Phillip L. et al. Pathways to pregnancy and parturition. Current Conceptions, Inc., 1615 NE Eastgate Blvd., 2012. SOZEN, Berna; CAN, Alp; DEMIR, Necdet. Cell fate regulation during preimplantation development: a view of adhesion-linked molecular interactions. Developmental biology, v. 395, n. 1, p. 73-83, 2014. SPENCER, Thomas E. et al. Pregnancy recognition and conceptus implantation in domestic ruminants: roles of progesterone, interferons and endogenous retroviruses. Reproduction, fertility and development, v. 19, n. 1, p. 65-78, 2006. VERSTEGEN-ONCLIN, K.; VERSTEGEN, J. Endocrinology of pregnancy in the dog: a review. Theriogenology, v. 70, n. 3, p. 291-299, 2008. WOODING, Peter; BURTON, Graham. Comparative placentation: structures, functions and evolution. Springer Science & Business Media, 2008. FIXAÇÃO DO ASSUNTO -/- 1. Defina e diferencie os processos de desenvolvimento embrionário precoce, alonga- mento e gastrulação. -/- 2. O que é implantação? Caracterize as fases do processo de implantação. -/- 3. Qual a importância do acúmulo de líquido no interior do blastocele? Qual a importân- cia da eclosão do blastocisto? -/- 4. Caracterize os três tipos de implantação e, depois, explique e diferencie os meios de implantação nas fêmeas domésticas. -/- 5. Defina e caracterize os meios de reconhecimento materno da gestação (RMG) nos animais domésticos. -/- 6. O que diferencia o RMG em ruminantes e suínos? -/- 7. Qual o papel do estradiol no RMG em porcas? O que ocorre quando a porca não fica gestante? -/- 8. Explique o RMG em cães e gatos. -/- 9. Defina placentação e sua importância para a reprodução dos animais domésticos. -/- 10. Quais são as classificações da placentação? Classifique a placentação das fêmeas domésticas. -/- 11. Caracterize e diferencie o processo de placentação em fêmeas domésticas. -/- 12. Observe a figura e responda o que se pede:. (shrink)

Respiration influences various pacemakers and rhythms of the body during inspiration and expiration but the underlying mechanisms are relatively unknown. Understanding this phenomenon is important, as breathing disorders, breath holding, and hyperventilation can lead to significant medical conditions. We discuss the physiological modulation of heart rhythm, blood pressure, sympathetic nerve activity, EEG, and other changes observed during inspiration and expiration. We also correlate the intracellular mitochondrial respiratory metabolic processes with real-time breathing and correlate membrane potential changes with inspiration and (...) expiration. We propose that widespread minor hyperpolarization occurs during inspiration and widespread minor depolarization occurs during expiration. This depolarization is likely a source of respiratory drive. Further knowledge of intracellular and extracellular ionic changes associated with respiration will enhance our understanding of respiration and its role as a modulator of cellular membrane potential. This could expand treatment options for a wide range of health conditions, such as breathing disorders, stress-related disorders, and further our understanding of the Hering–Breuer reflex and respiratory sinus arrhythmia. (shrink)

The role of the physiological processes involved in human vision escapes clarification in current literature. Many unanswered questions about vision include: 1) whether there is more to lateral inhibition than previously proposed, 2) the role of the discs in rods and cones, 3) how inverted images on the retina are converted to erect images for visual perception, 4) what portion of the image formed on the retina is actually processed in the brain, 5) the reason we have an after-image with (...) antagonistic colors, and 6) how we remember space. This theoretical article attempts to clarify some of the physiological processes involved with human vision. The global integration of visual information is conceptual; therefore, we include illustrations to present our theory. Universally, the eyeball is 2.4 cm and works together with membrane potential, correspondingly representing the retinal layers,photoreceptors, and cortex. Images formed within the photoreceptors must first be converted into chemical signals on the photoreceptors’ individual discs and the signals at each disc are transduced from light photons into electrical signals. We contend that the discs code the electrical signals into accurate distances and are shown in our figures. The pre-existing oscillations among the various cortices including the striate and parietal cortex,and the retina work in unison to create an infrastructure of visual space that functionally ‘‘places” the objects within this ‘‘neural” space. The horizontal layers integrate all discs accurately to create a retina that is pre-coded for distance. Our theory suggests image inversion never takes place on the retina,but rather images fall onto the retina as compressed and coiled, then amplified through lateral inhibition through intensification and amplification on the OFF-center cones. The intensified and amplified images are decompressed and expanded in the brain, which become the images we perceive as external vision. (shrink)

Today, the lipid bilayer structure is nearly ubiquitous, taken for granted in even the most rudimentary introductions to cell biology. Yet the image of the lipid bilayer, built out of lipids with heads and tails, went from having obscure origins deep in colloid chemical theory in 1924 to being “obvious to any competent physical chemist” by 1935. This chapter examines how this schematic, strictly heuristic explanation of the idea of molecular orientation was developed within colloid physical chemistry, and how the (...) image was transformed into a reflection of the reality and agency of lipid molecules in the biological microworld. Whereas in physical and colloid chemistry these images considered secondary to instrumental measurement and mathematical modeling of surface phenomena, in biology the manipulable image of the lipid on paper became an essential tool for the molecularization of the cell. (shrink)

Since John Von Neumann's proposition in 1932 of a relationship between quantum mechanics and the brain, different perspectives and proposals have evolved (Tarlaci, 2010). Hu & Wu (2006) point out that the seat of consciousness would be the spin within the membranes of neurons and proteins in the brain. Sieb (2016) applied the theory of relativity to spatiotemporal consciousness and found correlations with aspects of brain functioning. Another suggestion is that consciousness emerges because of the Orchestrated Objective Reduction in microtubules (...) (Hameroff & Penrose, 2003). However, few studies about the psychological implications of the relationship between quantum mechanics and the brain and its application to individual psychology exist. (shrink)

Introduction & Objectives: Norwich’s Entropy Theory of Perception (1975 [1] -present) stands alone. It explains many firing-rate behaviors and psychophysical laws from bare theory. To do so, it demands a unique sort of interaction between receptor and brain, one that Norwich never substantiated. Can it now be confirmed, given the accumulation of empirical sensory neuroscience? Background: Norwich conjoined sensation and a mathematical model of communication, Shannon’s Information Theory, as follows: “In the entropic view of sensation, magnitude of sensation is regarded (...) as a measure of the entropy or uncertainty of the stimulus signal” [2]. “To be uncertain about the outcome of an event, one must first be aware of a set of alternative outcomes” [3]. “The entropy-establishing process begins with the generation of a [internal] sensory signal by the stimulus generator. This is followed by receipt of the [external] stimulus by the sensory receptor, transmission of action potentials by the sensory neurons, and finally recapture of the [response to the internal] signal by the generator” [4]. The latter “recapture” differentiates external from internal stimuli. The hypothetical “stimulus generators” are internal emitters, that generate photons in vision, audible sounds in audition (to Norwich, the spontaneous otoacoustic emissions [SOAEs]), “temperatures in excess of local skin temperature” in skin temperature sensation [4], etc. Method (1): Several decades of empirical sensory physiology literature was scrutinized for internal “stimulus generators”. Results (1): Spontaneous photopigment isomerization (“dark light”) does not involve visible light. SOAEs are electromechanical basilar-membrane artefacts that rarely produce audible tones. The skin’s temperature sensors do not raise skin temperature, etc. Method (2): The putative action of the brain-and-sensory-receptor loop was carefully reexamined. Results (2): The sensory receptor allegedly “perceives”, experiences “awareness”, possesses “memory”, and has a “mind”. But those traits describe the whole human. The receptor, thus anthropomorphized, must therefore contain its own perceptual loop, containing a receptor, containing a perceptual loop, etc. Summary & Conclusions: The Entropy Theory demands sensory awareness of alternatives, through an imagined brain-and-sensory-receptor loop containing internal “stimulus generators”. But (1) no internal “stimulus generators” seem to exist and (2) the loop would be the outermost of an infinite nesting of identical loops. (shrink)

This project begins with the selective sensory experience suggested by lngarden followed by an insensitivity he insinuates to digestive processes. This is juxtaposed with an oenological explanation of phenomenal sedimentation offered by Jean-Luc Marion. It compares the dynamics of time in the former with the those of wine in the latter. Emphasis is given to lngarden's insinuation of time as fluid, liquid, or aquatic. It revisits Ingarden's physiological explanations of partially-open systems by way of the bilateral excretion and absorption of (...) semi-permeable cellular membranes. The importance he eventually grants to inner secretion is considered alongside perspiration and salivation collateral to skin and membranes. It suggests that Ingarden's interest in thermoregulation, partial permeation, and secretion invites alternative conceptions of temporal consciousness in physiological experiences, beyond sequential and linear clock-time and/or Kantian intuition. Temporality experienced as temperance becomes discernible at a permeable point in which the sedimentation of Husserl, the maturation of Marion, and the fluidity and secretion of Ingarden mix and mingle into the taste of time. (shrink)

Allelopathy is an important biological phenomenon in exotic plant invasions. Studies about this phenomenon can help us to understand how plant interactions influence plant colony and ecosystem functioning. Both alligator weed (Alternanthera philoxeroides, Ap) and crofton weed (Eupatorium adenophorum, Ea) are important destructive exotic species in China. Their allelopathic effects on native plant species are well documented. However, whether alligator weed and crofton weed antagonize each other regarding plant growth? There is largely unknown currently. Here we report that the leaf (...) extract from crofton weed possesses the negative effect on the growth of alligator weed. The results showed that root growth of alligator weed could be seriously inhibited by aqueous extract from crofton weed, exhibited as no root or a few roots if only. Consistent with the inhibition of root growth, we observed changes of physiological and biochemical parameters in treated alligator weed. The chlorophyll content, the root activity and the acetolactate synthase (ALS) activity were significantly decreased; while the rate of superoxide anion (O2-), the malondialdehyde (MDA) content, the peroxidase (POD) activity, and the shikimic acid content were remarkably increased in the treated alligator weed plants. These physiological analyzes suggested that the main allelopathic effects of crofton weed were mainly through affecting the integrity of cell membrane and the activity of the key enzymes. Further, these data also imply that one exotic species has the potential value to be used in bio-control of the other exotic species. (shrink)

Serum lmmunglobulin and Complement Levels in the Patients With Head and Neck Carcinoma and the Evaluation of Autoantibody Positivity Ratein this study, smooth muscle antibody (SMA), anti-nücleer antibody (ANA) anti- mitochondrial antibody (AMA), anti-parietal cell antibody (PA), antiglomerular basal membrane antibody (GM), serum immunglobulins and complement-C3 levels have been searched. The positivity rate of ANA (31.91 %) and SMA (38.29 %) were found high in sera of the patients with head and neck carcinoma which had been diagnosed histopathologically. But (...) the positivity rate of AMA (4.25 %) PA (12.76 %) and GM (2.12 %) were low in the same group. ANA and SMA were detected in 1 O of 30 patients with laryngeal carcinoma; ANA were detected in 5 of 9 patients (55.5 %) and SMA were found in 4 of 9 patients (44.5 %) with nasopharyngeal carcinoma. There was no significant deviation in the levels of immunglobulins and complement-C3. The highest levels of immunoglobulins have been detected in patients with laryngeal carcinoma. Finding of high positivity rate of ANA and SMA in the patients with head and neck carcinoma showed an accordance with the other investigators' results. (shrink)