复方治疗慢性肾衰海洋新药的初步研究

该论文在褐藻多糖硫酸酯已有研究工作的基础上,参考中药治肾病领域有关文献,结合中医药理论,组方成治疗慢性肾衰复方海洋新药-复方褐藻多糖硫酸酯,并进行了复方褐藻多糖硫酸酯的部分药学、初步药效学和急性毒性试验的研究.

A novel mutation of the ACADM gene (c.145C>G) associated with the common c.985A>G mutation on the other ACADM allele causes mild MCAD deficiency: a case report.

A female patient, with normal familial history, developed at the age of 30 months an episode of diarrhoea, vomiting and lethargy which resolved spontaneously. At the age of 3 years, the patient re-iterated vomiting, was sub-febrile and hypoglycemic, fell into coma, developed seizures and sequels involving right hemi-body. Urinary excretion of hexanoylglycine and suberylglycine was low during this metabolic decompensation. A study of pre- and post-prandial blood glucose and ketones over a period of 24 hours showed a normal glycaemic cycle but a failure to form ketones after 12 hours fasting, suggesting a mitochondrial β-oxidation defect. Total blood carnitine was lowered with unesterified carnitine being half of the lowest control value. A diagnosis of mild MCAD deficiency (MCADD) was based on rates of 1-14C-octanoate and 9, 10-3H-myristate oxidation and of octanoyl-CoA dehydrogenase being reduced to 25% of control values. Other mitochondrial fatty acid oxidation proteins were functionally normal. De novo acylcarnitine synthesis in whole blood samples incubated with deuterated palmitate was also typical of MCADD. Genetic studies showed that the patient was compound heterozygous with a sequence variation in both of the two ACADM alleles; one had the common c.985A>G mutation and the other had a novel c.145C>G mutation. This is the first report for the ACADM gene c.145C>G mutation: it is located in exon 3 and causes a replacement of glutamine to glutamate at position 24 of the mature protein (Q24E). Associated with heterozygosity for c.985A>G mutation, this mutation is responsible for a mild MCADD phenotype along with a clinical story corroborating the emerging literature view that patients with genotypes representing mild MCADD (high residual enzyme activity and low urinary levels of glycine conjugates), similar to some of the mild MCADDs detected by MS/MS newborn screening, may be at risk for disease presentation.

Alimentação e estado nutricional de grupos da população do concelho de Lisboa

RESUMO - Objectivo: descrever o estado nutricional e o padrão alimentar de grupos da população de Lisboa. Delineamento, locais e participantes: estudo transversal do estado nutricional e do padrão alimentar de homens com 38 anos e mulheres e homens com 50-65 anos que vivem na freguesia do Lumiar, do concelho de Lisboa; estudo transversal dos hábitos alimentares e do estado nutricional de adolescentes com 12 a 19 anos estudantes de escolas secundárias de Lisboa; estudo transversal da excreção de sódio em urina de 24 horas de rapazes de 7 a 8 anos de escolas primárias do Lumiar. Métodos: o estado nutricional foi avaliado com metodologias padronizadas tal como propostas pela OMS. A ingestão alimentar foi medida pelo método das 24 horas anteriores no primeiro estudo e pelo método da história alimentar no segundo estudo. Resultados: nas crianças, a excreção urinária de sódio foi uma das mais altas da Europa. Nos adolescentes, a prevalência de excesso de peso/obesidade foi de 19% nos rapazes e 16% nas raparigas. 16% dos adolescentes não tomam pequeno-almoço, mas mais de 30% comem bolos a meio da manhã. A proporção de adolescentes com uma ingestão diária de certos alimentos é de 44% para guloseimas, 43% para bolos, 29% para refrigerantes e 16% para chocolates e gelados. Por outro lado, a frequência de ingestão diária de fruta e produtos hortícolas é baixa, principalmente nos adolescentes de menor nível sócio-económico. Nos adultos, 57% dos homens com 38 anos e 80% e 74% dos homens e mulheres com 50-65 anos, respectivamente, têm excesso de peso ou obesidade. A hipertensão arterial foi detectada em mais de 20% dos homens jovens e a sua prevalência aumenta com a idade. Foi observado um colesterol sérico superior a 200 mg/dL em perto de metade dos adultos e maior do que 240 mg/dL em 28% dos homens com 38 anos, em 24% dos homens com 50-65 anos e 44% das mulheres do mesmo grupo etário. 20% dos adultos jovens têm colesterol HDL inferior a 35 mg/dL, mais do que um terço são fumadores e a ingestão de álcool representa 13% da sua ingestão calórica total. Conclusões: foram observados estilos de vida não saudáveis, nomeadamente padrões alimentares não equilibrados, uma elevada prevalência de obesidade, hipertensão e dislipidemias, e, por isso, uma percentagem relativamente elevada da população de Lisboa tem um risco elevado de doenças cárdio-vasculares e outras doenças crónicas, bem como de morte prematura.

Rapid high-performance liquid chromatographic determination with fluorescence detection of furosemide in human body fluids and its confirmation by gas chromatography-mass spectrometry.

Furosemide (FD: Lasix) is a loop diuretic which strongly increases both urine flow and electrolyte urinary excretion. Healthy volunteers were administered 40 mg orally (dissolved in water) and concentrations of FD were determined in serum and urine for up to 6 h for eight subjects, who absorbed water at a rate of 400 ml/h. Quantification was performed by HPLC with fluorescence detection (excitation at 233 nm, emission at 389 nm) with a limit of detection of 5 ng/ml for a 300-microliters sample. The elution of FD was completed within 4 min using a gradient of acetonitrile concentration rising from 30 to 50% in 0.08 M phosphoric acid. The delay to the peak serum concentration ranged from 60 to 120 min. FD was still easily measurable in the sera from all subjects 6 h after administration. In urine, the excretion rates reached their maximum between 1 and 3 h. The total amount of FD excreted in the urine averaged 11.2 mg (range 7.6-14.0 mg), with a mean urine volume of 3024 ml (range 2620-3596 ml). Moreover, the urine density was lower than 1.010 (recommended as an upper limit in doping analysis to screen diuretics) only for 2 h. An additional volunteer was administered 40 mg of FD and his urine was collected over a longer period. FD was still detectable 48 h after intake. Gas chromatography-mass spectrometry with different types of ionization was used to confirm the occurrence of FD after permethylation of the extract. Negative-ion chemical ionization, with ammonia as reactant gas, was found to be the most sensitive method of detection.

Vitamin D levels and associated factors: a population-based study in Switzerland.

QUESTIONS UNDER STUDY: To update the prevalence of vitamin D insufficiency and to identify factors associated with vitamin D status in the Swiss adult population. METHODS: Data from the 2010-2011 Swiss Study on Salt intake, a population-based study in the Swiss population, was used. Vitamin D concentration in serum was measured by liquid chromatography- tandem mass spectrometry. Major factors that influence vitamin D levels were taken into account. Survey statistical procedures were used to estimate means and prevalences of vitamin D levels and status. Monthly-specific tertiles of vitamin D and ordinal logistic regression were used to determine the associations of covariates of interest with vitamin D status. RESULTS: The prevalences of vitamin D insufficiency (serum 25-hydroxyvitamin D: 20-29.9 ng/ml) and deficiency (<20 ng/ml) were the highest in the January-March period; 26.4% (95%CI: 21.6-31.7) and 61.6% (95%CI: 56.0-67.0), respectively. In the same period, more than 9 of ten men were vitamin D insufficient or deficient. Each unit increase of Body Mass Index was associated with an 8% decreased likelihood of being in a higher vitamin D tertiles. Oral contraceptive, altitude, urinary excretion of calcium, use of vitamin D supplement or treatment, high wine consumption, physical activity were associated with vitamin D tertiles. Compared to the French-speaking region, the Italian-speaking region was independently associated with a higher likelihood of being in higher vitamin D tertiles (OR: 1.66, 95%CI: 1.14-2.43). CONCLUSIONS: Low levels of vitamin D are common among Swiss adults, in particular during winter months and outside the Italian-speaking region.

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.

Évaluation et modélisation de l’impact de la coexposition de composés organiques volatils sur l’excrétion de leurs biomarqueurs urinaires

L’évaluation de l’exposition aux composés organiques volatils (COV) recourt couramment à l’analyse des métabolites urinaires en assumant qu’aucune interaction ne survient entre les composés. Or, des études antérieures ont démontré qu’une inhibition de type compétitive survient entre le toluène (TOL), l’éthylbenzène (EBZ) et le m-xylène (XYL). Le chloroforme, qui est également un solvant métabolisé par le CYP2E1, se retrouve souvent en présence des autres COV dans les échantillons de biosurveillance. La présente étude visait donc à évaluer si le chloroforme (CHL) peut lui aussi interagir avec ces COV et évaluer ces interactions au niveau de l’excrétion des biomarqueurs urinaires associés, soit l’o-crésol, l’acide mandélique et l’acide m-méthylhippurique pour TOL, EBZ et XYL respectivement. Afin d’obtenir des données humaines, cinq volontaires ont été exposés par inhalation à différentes combinaisons de COV (seuls et mélanges binaires ou quaternaires) où la concentration de chacun des composés était égale à 1/4 ou 1/8 de la valeur limite d’exposition (VLE) pour une durée de 6h. Des échantillons d’air exhalé, de sang et d’urine ont été récoltés. Ces données ont ensuite été comparées aux modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PCBP) existants afin de les ajuster pour l’excrétion urinaire. Certaines différences ont été observées entre les expositions aux solvants seuls et les coexpositions, mais celles-ci semblent majoritairement attribuables aux remplacements de participants à travers les différentes expositions. Les valeurs de Vmax pour EBZ et CHL ont été optimisées afin de mieux prédire les niveaux sanguins de ces COV. À l’exception du modèle pour EBZ, tous les paramètres pour l’excrétion urinaire ont été obtenus à partir de la littérature. Les modèles adaptés dans cette étude ont permis de simuler adéquatement les données expérimentales.

Étude de la cinétique des pesticides pyréthrinoïdes en conditions contrôlées et en milieu de travail dans un objectif de biosurveillance

Les pyréthrinoïdes sont des insecticides largement utilisés. La population générale y est exposée par l’alimentation tandis que les travailleurs agricoles y sont exposés lors de tâches diverses en champs. Leurs effets neurotoxiques, immunitaires et endocriniens potentiels en font des composés à surveiller pour assurer la santé de la population. La mesure de biomarqueurs d’exposition, qui consiste à quantifier la concentration dans l’organisme d’une substance ou de ses métabolites, permet d’estimer les doses absorbées. Les biomarqueurs peuvent également être des molécules répondant à un stress physiologique, identifiées comme des biomarqueurs d’effets. Pour raffiner les stratégies de biosurveillance de l’exposition, on se doit de bien connaître la toxicocinétique d’un xénobiotique; actuellement, les études de biosurveillance considèrent rarement la variabilité temporelle, intra-invidivuelle et inter-individuelle, qui pourrait influencer l’estimation de l’exposition. L’objectif de la thèse est donc d’appliquer une approche cinétique pour l’évaluation de l’exposition aux pyréthrinoïdes en conditions contrôlées et en milieu de travail. Dans un volet exploratoire, l’effet de cette exposition sur des changements métaboliques précoces a également évalué. Trois métabolites finaux (cis-DCCA, trans-DCCA et 3-PBA) de deux pyréthrinoïdes les plus utilisés, soient la perméthrine et la cyperméthrine, ont été mesurés dans le plasma et l’urine de six volontaires oralement exposés à une dose équivalente à la dose de référence. Une demi-vie moyenne (t½) d’élimination apparente du trans-DCCA, cis-DCCA et 3-PBA dans le plasma de 5,1, 6,9 et 9,2 h, respectivement, a été obtenue après exposition orale à la cyperméthrine, comparativement à 7,1, 6,2 et 6,5 h après exposition à la perméthrine. Dans l’urine, la demi-vie d'élimination apparente (t½) était de 6,3, 6,4 et 6,4 h pour le trans-DCCA, cis-DCCA et 3-PBA, respectivement, après administration de la cyperméthrine comparé à 5,4, 4,5 et 5,7 h après administration de la perméthrine. Les profils temporels étaient semblables suite à l’exposition à la cyperméthrine et perméthrine. Ensuite, une étude en milieu agricole a été réalisée avec la participation de travailleurs pour évaluer leur exposition et raffiner les stratégies de biosurveillance. La variabilité intra-individuelle dans les niveaux de biomarqueurs d’exposition chez plusieurs travailleurs était plus importante que la variabilité inter-individuelle. Les échantillons urinaires ont également été utilisés pour identifier des modifications du métabolome pouvant fournir de nouveaux biomarqueurs d’effets précoces. Chez les travailleurs, une augmentation de l'hippurate urinaire (p <0,0001) a été observée après exposition aux pyréthrinoïdes, un biomarqueur de la conjugaison de l’acide benzoïque. En conclusion, cette étude a permis de mieux documenter la cinétique de biomarqueurs d’exposition aux pyréthrinoïdes dans des conditions contrôlées et réelles afin de raffiner les stratégies de biosurveillance. Elle a aussi contribué à renseigner sur les niveaux d’exposition agricole québécois et sur les paramètres professionnels associés à une plus forte exposition. Ce projet s’insère dans une démarche d’analyse de risque en santé au travail.

Factores asociados al desarrollo de formas sintomáticas de hipercalciuria idiopática en niños de la Fundación Cardioinfantil

La hipercalciuria idiopática (HI) es un trastorno metabólico frecuente, con curso clínico, la mayoría de las veces asintomático. Sin embargo, en algunos pacientes se manifiesta clínicamente con hematuria, polaquiuria, disuria, incontinencia urinaria, enuresis y dolor abdominal o lumbar, los cuales afectan las actividades diarias de los niños y motivan consultas médicas repetitivas, con los costos que esto genera. Se requiere de la sospecha clínica y el conocimiento de la enfermedad para su diagnóstico y tratamiento oportunos. Objetivo. Determinar los factores relacionados con el desarrollo de la forma sintomática de HI, para lo cual se estudiaron: la magnitud de la calciuria, el antecedente familiar de urolitiasis, el género, la edad y la excreción de oxalato de calcio. El propósito final fue ampliar y difundir el conocimiento de la enfermedad dentro de la comunidad médica. Materiales y métodos. Se realizó un estudio analítico de casos y controles para determinar la relación existente entre los factores mencionados y la presencia de síntomas de HI. La población de estudio estuvo compuesta por 60 pacientes con diagnóstico establecido de HI, de la consulta de Nefropediatría de la Fundación Cardioinfantil, con edades entre los 2 y los 13 años. La metodología consistió en un estudio no pareado con 1,4 casos por cada control. Para el análisis estadístico de las asociaciones entre los factores en estudio y la HI sintomática se utilizó la prueba exacta de Fisher y el Ji cuadrado de Pearson con un nivel de significancia del 5% (p<0,05). Para establecer la fuerza de la asociación se calculó la razón de disparidad (OR) y el intervalo de confianza del 95%. Además, se determinaron las variables que explican en conjunto la HI sintomática, controlando las variables de confusión con un modelo de regresión logística incondicional a un nivel de significancia del 5% (p<0,05). Resultados. Se establecieron asociaciones entre los siguientes factores y la presencia de síntomas de HI en niños: el género masculino (p = 0,006; OR = 6,2; IC = 1,6-24,5) y la magnitud de la calciuria (p = 0,003). Con menor diferencia estadística se encontraron el antecedente familiar positivo de urolitiasis (p = 0,018; OR = 4,889; IC = 1,26-19,48) y el incremento en la edad (p = 0,044). La presencia de oxalato de calcio en el uroanálisis no se relacionó con los síntomas de HI (p = 0,2; OR = 0,59; IC = 0,17-1,49). Conclusiones. Los valores elevados de calciuria M(mayor a 6 mg/kg/día) y el género masculino, se asocian con la presencia de síntomas de HI en niños. Adicionalmente, se observaron, con frecuencia, en el grupo de pacientes sintomáticos, la presencia de niños de edades mayores y el antecedente familiar positivo de litiasis renal, aunque no se evidencian diferencias significativas para estos dos factores. El hallazgo de cristales de oxalato de calcio en el uroanálisis no se relacionó con los síntomas de HI.

Moderate Champagne consumption promotes an acute improvement in acute endothelial-independent vascular function in healthy human volunteers

Epidemiological studies have suggested an inverse correlation between red wine consumption and the incidence of CVD. However, Champagne wine has not been fully investigated for its cardioprotective potential. In order to assess whether acute and moderate Champagne wine consumption is capable of modulating vascular function, we performed a randomised, placebo-controlled, cross-over intervention trial. We show that consumption of Champagne wine, but not a control matched for alcohol, carbohydrate and fruit-derived acid content, induced an acute change in endothelium-independent vasodilatation at 4 and 8 h post-consumption. Although both Champagne wine and the control also induced an increase in endothelium-dependent vascular reactivity at 4 h, there was no significant difference between the vascular effects induced by Champagne or the control at any time point. These effects were accompanied by an acute decrease in the concentration of matrix metalloproteinase (MMP-9), a significant decrease in plasma levels of oxidising species and an increase in urinary excretion of a number of phenolic metabolites. In particular, the mean total excretion of hippuric acid, protocatechuic acid and isoferulic acid were all significantly greater following the Champagne wine intervention compared with the control intervention. Our data suggest that a daily moderate consumption of Champagne wine may improve vascular performance via the delivery of phenolic constituents capable of improving NO bioavailability and reducing matrix metalloproteinase activity.

Red wine anthocyanins are rapidly absorbed in humans and affect monocyte chemoattractant protein 1 levels and antioxidant capacity of plasma

Epidemiological studies suggest that a moderate consumption of anthocyanins may be associated with protection against coronary heart disease. The main dietary sources of anthocyanins include red-coloured fruits and red wine. Although dietary anthocyanins comprise a diverse mixture of molecules, little is known how structural diversity relates to their bioavailability and biological function. The aim of the present study was to evaluate the absorption and metabolism of the 3-monoglucosides of delphinidin, cyanidin, petunidin, peonidin and malvidin in humans and to examine both the effect of consuming a red wine extract on plasma antioxidant status and on monocyte chemoattractant protein I production in healthy human subjects. After a 12-h overnight fast, seven healthy volunteers received 12 g of an anthocyanin extract and provided 13 blood samples in the 24 h following the test meal. Furthermore, urine was collected during this 24-h period. Anthocyanins were detected in their intact form in both plasma and urine samples. Other anthocyanin metabolites could also be detected in plasma and urine and were identified as glucuronides of peonidin and malvidin. Anthocyanins and their metabolites appeared in plasma about 30 min after ingestion of the test meal and reached their maximum value around 1.6 h later for glucosides and 2.5 h for glucuronides. Total urinary excretion of red wine anthocyanins was 0.05+/-0.01% of the administered dose within 24 h. About 94% of the excreted anthocyanins was found in urine within 6 h. In spite of the low concentration of anthocyanins found in plasma, an increase in the antioxidant capacity and a decrease in MCP-1 circulating levels in plasma were observed. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Analysis of time-related metabolic fluctuations induced by ethionine in the rat

The time-course of metabolic events following response to a model hepatotoxin ethionine (800 mg/kg) was investigated over a 7 day period in rats using high-resolution (1)H NMR spectroscopic analysis of urine and multivariate statistics. Complementary information was obtained by multivariate analysis of (1)H MAS NMR spectra of intact liver and by conventional histopathology and clinical chemistry of blood plasma. (1)H MAS NMR spectra of liver showed toxin-induced lipidosis 24 h postdose consistent with the steatosis observed by histopathology, while hypertaurinuria was suggestive of liver injury. Early biochemical changes in urine included elevation of guanidinoacetate, suggesting impaired methylation reactions. Urinary increases in 5-oxoproline and glycine suggested disruption of the gamma-glutamyl cycle. Signs of ATP depletion together with impairment of the energy metabolism were given from the decreased levels in tricarboxylic acid cycle intermediates, the appearance of ketone bodies in urine, the depletion of hepatic glucose and glycogen, and also hypoglycemia. The observed increase in nicotinuric acid in urine could be an indication of an increase in NAD catabolism, a possible consequence of ATP depletion. Effects on the gut microbiota were suggested by the observed urinary reductions in the microbial metabolites 3-/4-hydroxyphenyl propionic acid, dimethylamine, and tryptamine. At later stages of toxicity, there was evidence of kidney damage, as indicated by the tubular damage observed by histopathology, supported by increased urinary excretion of lactic acid, amino acids, and glucose. These studies have given new insights into mechanisms of ethionine-induced toxicity and show the value of multisystem level data integration in the understanding of experimental models of toxicity or disease.

Assessing hepatic metabolic changes during progressive colonization of germ-free mouse by 1H NMR spectroscopy

It is well known that gut bacteria contribute significantly to the host homeostasis, providing a range of benefits such as immune protection and vitamin synthesis. They also supply the host with a considerable amount of nutrients, making this ecosystem an essential metabolic organ. In the context of increasing evidence of the link between the gut flora and the metabolic syndrome, understanding the metabolic interaction between the host and its gut microbiota is becoming an important challenge of modern biology.1-4 Colonization (also referred to as normalization process) designates the establishment of micro-organisms in a former germ-free animal. While it is a natural process occurring at birth, it is also used in adult germ-free animals to control the gut floral ecosystem and further determine its impact on the host metabolism. A common procedure to control the colonization process is to use the gavage method with a single or a mixture of micro-organisms. This method results in a very quick colonization and presents the disadvantage of being extremely stressful5. It is therefore useful to minimize the stress and to obtain a slower colonization process to observe gradually the impact of bacterial establishment on the host metabolism. In this manuscript, we describe a procedure to assess the modification of hepatic metabolism during a gradual colonization process using a non-destructive metabolic profiling technique. We propose to monitor gut microbial colonization by assessing the gut microbial metabolic activity reflected by the urinary excretion of microbial co-metabolites by 1H NMR-based metabolic profiling. This allows an appreciation of the stability of gut microbial activity beyond the stable establishment of the gut microbial ecosystem usually assessed by monitoring fecal bacteria by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis).6 The colonization takes place in a conventional open environment and is initiated by a dirty litter soiled by conventional animals, which will serve as controls. Rodents being coprophagous animals, this ensures a homogenous colonization as previously described.7 Hepatic metabolic profiling is measured directly from an intact liver biopsy using 1H High Resolution Magic Angle Spinning NMR spectroscopy. This semi-quantitative technique offers a quick way to assess, without damaging the cell structure, the major metabolites such as triglycerides, glucose and glycogen in order to further estimate the complex interaction between the colonization process and the hepatic metabolism7-10. This method can also be applied to any tissue biopsy11,12.

Early metabolic adaptation in C57BL/6 mice resistant to high fat diet induced weight gain involves an activation of mitochondrial oxidative pathways

We investigated the short-term (7 days) and long-term (60 days) metabolic effect of high fat diet induced obesity (DIO) and weight gain in isogenic C57BL/6 mice and examined the specific metabolic differentiation between mice that were either strong-responders (SR), or non-responders (NR) to weight gain. Mice (n = 80) were fed a standard chow diet for 7 days prior to randomization into a high-fat (HF) (n = 56) or a low-fat (LF) (n = 24) diet group. The (1)H NMR urinary metabolic profiles of LF and HF mice were recorded 7 and 60 days after the diet switch. On the basis of the body weight gain (BWG) distribution of HF group, we identified NR mice (n = 10) and SR mice (n = 14) to DIO. Compared with LF, HF feeding increased urinary excretion of glycine conjugates of β-oxidation intermediate (hexanoylglycine), branched chain amino acid (BCAA) catabolism intermediates (isovalerylglycine, α-keto-β-methylvalerate and α-ketoisovalerate) and end-products of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) metabolism (N1-methyl-2-pyridone-5-carboxamide, N1-methyl-4-pyridone-3-carboxamide) suggesting up-regulation of mitochondrial oxidative pathways. In the HF group, NR mice excreted relatively more hexanoylglycine, isovalerylglycine, and fewer tricarboxylic acid (TCA) cycle intermediate (succinate) in comparison to SR mice. Thus, subtle regulation of ketogenic pathways in DIO may alleviate the saturation of the TCA cycle and mitochondrial oxidative metabolism.

Rosiglitazone prevents sirolimus-induced hypomagnesemia, hypokalemia, and downregulation of NKCC2 protein expression

Alexandre CS, Braganca AC, Shimizu MH, Sanches TR, Fortes MA, Giorgi RR, Andrade L, Seguro AC. Rosiglitazone prevents sirolimus-induced hypomagnesemia, hypokalemia, and downregulation of NKCC2 protein expression. Am J Physiol Renal Physiol 297: F916-F922, 2009. First published August 5, 2009; doi:10.1152/ajprenal.90256.2008.-Sirolimus, an antiproliferative immunosuppressant, induces hypomagnesemia and hypokalemia. Rosiglitazone activates renal sodiumand water-reabsorptive pathways. We evaluated whether sirolimus induces renal wasting of magnesium and potassium, attempting to identify the tubule segments in which this occurs. We tested the hypothesis that reduced expression of the cotransporter NKCC2 forms the molecular basis of this effect and evaluated the possible association between increased urinary excretion of magnesium and renal expression of the epithelial Mg(2+) channel TRPM6. We then analyzed whether rosiglitazone attenuates these sirolimus-induced tubular effects. Wistar rats were treated for 14 days with sirolimus (3 mg/kg body wt in drinking water), with or without rosiglitazone (92 mg/kg body wt in food). Protein abundance of NKCC2, aquaporin2 (AQP2), and TRPM6 was assessed using immunoblotting. Sirolimus-treated animals presented no change in glomerular filtration rate, although there were marked decreases in plasma potassium and magnesium. Sirolimus treatment reduced expression of NKCC2, and this was accompanied by greater urinary excretion of sodium, potassium, and magnesium. In sirolimus-treated animals, AQP2 expression was reduced. Expression of TRPM6 was increased, which might represent a direct stimulatory effect of sirolimus or a compensatory response. The finding that rosiglitazone prevented or attenuated all sirolimus-induced renal tubular defects has potential clinical implications.