Natural abundance of stable isotopes (15N and 13C) and isotopic fractionation of sea bream muscle as markers of food and culture conditions and its relationship with metabolic and proteomic analyses

Els isòtops estables com a traçadors de la cadena alimentària, s'han utilitzat per caracteritzar la relació entre els consumidors i els seus aliments, ja que el fraccionament isotòpic implica una discriminació en contra de certs isòtops. Però les anàlisis d'isòtops estables (SIA), també es poden dur a terme en peixos cultivats amb dietes artificials, com la orada (Sparus aurata), la especie más cultivada en el Mediterráneo. Canvis en l'abundància natural d'isòtops estables (13C i 15N) en els teixits i les seves reserves poden reflectir els canvis en l'ús i reciclatge dels nutrients ja que els enzims catabòlics implicats en els processos de descarboxilació i desaminació mostren una preferència pels isòtops més lleugers. Per tant, aquestes anàlisis ens poden proporcionar informació útil sobre l'estat nutricional i metabòlic dels peixos. L'objectiu d'aquest projecte va ser determinar la capacitat dels isòtops estables per ser utilitzats com a marcadors potencials de la capacitat de creixement i condicions de cria de l'orada. En aquest sentit, les anàlisis d'isòtops estables s'han combinat amb altres metabòlics (activitats citocrom-c-oxidasa, COX, i citrat sintasa, CS) i els paràmetres de creixement (ARN/ADN). El conjunt de resultats obtinguts en els diferents estudis realitzats en aquest projecte demostra que el SIA, en combinació amb altres paràmetres metabòlics, pot servir com una eina eficaç per discriminar els peixos amb millor potencial de creixement, així com a marcador sensible de l'estat nutricional i d'engreix. D'altra banda, la combinació de l'anàlisi d'isòtops estables amb les eines emergents, com ara tècniques de proteòmica (2D-PAGE), ens proporciona nous coneixements sobre els canvis metabòlics que ocorren en els músculs dels peixos durant l‟increment del creixement muscular induït per l'exercici.

δ15N value does not reflect fasting in mysticetes.

The finding that tissue δ15N values increase with protein catabolism has led researchers to apply this value to gauge nutritive condition in vertebrates. However, its application to marine mammals has in most occasions failed. We investigated the relationship between δ15N values and the fattening/fasting cycle in a model species, the fin whale, a migratory capital breeder that experiences severe seasonal variation in body condition. We analyzed two tissues providing complementary insights: one with isotopic turnover (muscle) and one that keeps a permanent record of variations in isotopic values (baleen plates). In both tissues δ15N values increased with intensive feeding but decreased with fasting, thus contradicting the pattern previously anticipated. The apparent inconsistency during fasting is explained by the fact that a) individuals migrate between different isotopic isoscapes, b) starvation may not trigger significant negative nitrogen balance, and c) excretion drops and elimination of 15N-depleted urine is minimized. Conversely, when intensive feeding is resumed in the northern grounds, protein anabolism and excretion start again, triggering 15N enrichment. It can be concluded that in whales and other mammals that accrue massive depots of lipids as energetic reserves and which have limited access to drinking water, the δ15N value is not affected by fasting and therefore cannot be used as an indicatior of nutritive condition.

Metabolic origin of δ15N values in nitrogenous compounds from Brassica napus L. leaves

Nitrogen isotope composition (δ15N) in plant organic matter is currently used as a natural tracer of nitrogen acquisition efficiency. However, the δ15N value of whole leaf material does not properly reflect the way in which N is assimilated because isotope fractionations along metabolic reactions may cause substantial differences among leaf compounds. In other words, any change in metabolic composition or allocation pattern may cause undesirable variability in leaf δ15N. Here, we investigated the δ15N in different leaf fractions and individual metabolites from rapeseed (Brassica napus) leaves. We show that there were substantial differences in δ15N between nitrogenous compounds (up to 30 ) and the content in (15N enriched) nitrate had a clear influence on leaf δ15N. Using a simple steady-state model of day metabolism, we suggest that the δ15N value in major amino acids was mostly explained by isotope fractionation associated with isotope effects on enzyme-catalysed reactions in primary nitrogen metabolism. δ15N values were further influenced by light versus dark conditions and the probable occurrence of alternative biosynthetic pathways. We conclude that both biochemical pathways (that fractionate between isotopes) and nitrogen sources (used for amino acid production) should be considered when interpreting the δ15N value of leaf nitrogenous compounds

δ15N value does not reflect fasting in mysticetes.

The finding that tissue δ15N values increase with protein catabolism has led researchers to apply this value to gauge nutritive condition in vertebrates. However, its application to marine mammals has in most occasions failed. We investigated the relationship between δ15N values and the fattening/fasting cycle in a model species, the fin whale, a migratory capital breeder that experiences severe seasonal variation in body condition. We analyzed two tissues providing complementary insights: one with isotopic turnover (muscle) and one that keeps a permanent record of variations in isotopic values (baleen plates). In both tissues δ15N values increased with intensive feeding but decreased with fasting, thus contradicting the pattern previously anticipated. The apparent inconsistency during fasting is explained by the fact that a) individuals migrate between different isotopic isoscapes, b) starvation may not trigger significant negative nitrogen balance, and c) excretion drops and elimination of 15N-depleted urine is minimized. Conversely, when intensive feeding is resumed in the northern grounds, protein anabolism and excretion start again, triggering 15N enrichment. It can be concluded that in whales and other mammals that accrue massive depots of lipids as energetic reserves and which have limited access to drinking water, the δ15N value is not affected by fasting and therefore cannot be used as an indicatior of nutritive condition.

Anàlisi dels contaminants orgànics persistents en Citharus linguatula en el litoral català

S’ha estudiat la bioacumulació de contaminants orgànics persistents en el múscul d’una espècie de peix en dos punts del litoral català: al Port de Barcelona i a la costa de Blanes. Citharus linguatula ha estat escollida per les seves característiques d’hàbitats (està més exposada a la contaminació al ser una espècie bentònica). La metodologia emprada consisteix en la homogeneïtzació amb sulfat de sodi i una extracció assistida amb microones amb n-hexà-acetona(1:1 v/v) durant 20 minuts. Els extractes es netegen i es fraccionen amb una columna cromatogràfica d’alúmina que permet la separació dels extractes en dos fraccions: un amb la majoria dels compostos organoclorats (hexaclorbenzè, DDTs, ciclodiens clorats i policlorbifenils) i l’altre amb els isòmers hexaclorciclohexans i els PAHs. Aquestes dos fraccions són posteriorment analitzades en el GC-MS. S’ha pogut corroborar l’elevada presència de PCBs a Barcelona, així com que en aquest punt de mostreig les espècies estan més exposades a la contaminació per organoclorats. S’ha identificat la presència de DDTs en els dos llocs estudiats. Pel que fa als PAHs s’ha pogut observar que a Barcelona també hi ha més presència d’aquests. Cal destacar que la concentració obtinguda dels compostos no es pot donar com a vàlida per l’existència d’indicis d’errors experimentals o d’injecció.

Desarrollo del proceso DELOS-susp para la encapsulación de fármacos hidrofílicos en vesículas unilamelares pequeñas

En los últimos años el crecimiento de la nanotecnología ha revolucionado el mundo de la investigación farmacológica promoviendo la investigación de nuevos vehículos de transporte de fármacos de tamaño nanométrico denominados “drug nanocarriers” entre los cuales las vesículas y las partículas poliméricas biodegradables son los que se han estudiado más ampliamente. Estas entidades son interesantes ya que pueden mejorar la biodisponibilidad del activo y pueden ser empleadas como materiales inteligentes que pueden transportar el activo al sitio específico de acción. A pesar de haber sido demostrado que con estos dispositivos en muchos casos se consigue administrar el fármaco de un modo más eficiente que administrando éste en su forma libre, el éxito de estos “nanocarriers” está ligado al desarrollo de tecnologías reproducibles, eficientes, respetuosas con el medio ambiente y fácilmente escalables que permitan su producción a escala industrial. A día de hoy las tecnologías basadas en fluidos comprimidos (FCs), que emergieron a principio de los años 90 como una alternativa al uso de disolventes líquidos convencionales en la producción de materiales micro- y nanoparticulados, están siendo investigadas para la producción de diversos “nanocarriers”. Algunas de las ventajas de estas tecnologías son: la reducción en el uso de disolventes orgánicos, el empleo de bajas temperaturas de procesado, disminución del número de etapas de producción, ser fácilmente escalables y reproducibles. A su vez, este tipo de procesos permiten obtener productos más uniformes estructuralmente que aquellos obtenidos mediante tecnologías convencionales. Dentro de este marco el grupo Nanomol (ICMAB-CSIC) ha desarrollado el proceso DELOS-susp, basado en el uso de fluidos comprimidos, para la obtención en un solo paso de producción vesículas unilamelares pequeñas (SUVs) con elevada uniformidad tanto a nivel de tamaño y morfología como a nivel supramolecular con aplicación en nanomedicina. Como un paso más en el desarrollo del proceso DELOS-susp para la producción de SUVs, en este proyecto se ha estudiado y probado la viabilidad de este proceso para le encapsulación de activos hidrofílicos en vesículas catiónicas de colesterol:CTAB usando sulfato de gentamicina como activo hidrofílico modelo y se ha demostrado la factibilidad de un escalado del proceso por un factor de 50.

Preeclampsia grave en una unidad de alto riesgo obstétrico: estudio retrospectivo en el área materno infantil del Hospital Vall de Hebron durante el año 2009

La preeclàmpsia greu és una malaltia multisistemàtica que es caracteritza per tenir presents alguns dels següents símptomes: PA ≥160 / 110, proteïnúria & 5 g/ 24 h, creatinina plasmàtica elevada, oligúria & 500 cc / 24 h, plaquetes & 100.000 /L, elevació de las transaminases, hemòlisis, dolor epigàstric o hipocondri dret, cefalea, alteracions visuals, mentals, edema agut de pulmó., Sd. Hellp, RCIU o oligoamnis; que apareixen durant l’embaràs. Els factors de risc més comuns entre les pacients estudiades a l’àrea matern infantil de l’ Hospital La Vall d´Hebron de Barcelona són la nuliparidat , l’obesitat i l’ edat &35 anys. Hi ha també uns altres factors menys freqüents com la HTA crònica i la gestació múltiple. En la majoria de les gestants es va seguir el protocol de l’ hipertensió arterial d’aquesta àrea. Totes van ser tractades amb sulfato de magnesi per a prevenir les convulsions i antihipertensiu. Sobre el 70% de les pacients va rebre també un tractament per a l’hipertensió amb labetalol e.v. i hidralacina e.v. Aquests fàrmacs són eficaços per al tractament de l’hipertensió en la preeclàmpsia severa. Es va comprovar que les pacients que van rebre el tractament amb hidralacina van presentar un major nombre de manifestacions clíniques i complicacions. L’anestèsia regional és el tipus d’anestèsia escollida. L’anestèsia intradural produeix el major descens de la TA en les pacients amb preeclàmpsia greu tractades amb anestèsia peridural Per altra banda, la cefalea és més freqüent desprès de l’anestèsia intradural que de l’epidural.

Multi-isotopic and compositional exploration of factors controlling nitrate pollution

In Catalonia, according to the nitrate directive (91/676/EU), nine areas have been declared as vulnerable to nitrate pollution from agricultural sources (Decret 283/1998 and Decret 479/2004). Five of these areas have been studied coupling hydro chemical data with a multi-isotopic approach (Vitòria et al. 2005, Otero et al. 2007, Puig et al. 2007), in an ongoing research project looking for an integrated application of classical hydrochemistry data, with a comprehensive isotopic characterisation (δ15N and δ18O of dissolved nitrate, δ34S and δ18O of dissolved sulphate, δ13C of dissolved inorganic carbon, and δD and δ18O of water). Within this general frame, the contribution presented explores compositional ways of: (i) distinguish agrochemicals and manure N pollution, (ii) quantify natural attenuation of nitrate (denitrification), and identify possible controlling factors.To achieve this two-fold goal, the following techniques have been used. Separate biplots of each suite of data show that each studied region has a distinct δ34S and pH signatures, but they are homogeneous with regard to NO3- related variables. Also, the geochemical variables were projected onto the compositional directions associated with the possible denitrification reactions in each region. The resulting balances can be plot together with some isotopes, to assess their likelihood of occurrence

Planta de producción de acrilonitrilo

El proyecto realizado, se basa en la producción de acrilonitrilo mediante el proceso Sohio. El proceso consiste en la amonoxidación catalítica del propileno, mediante un catalizador de óxidos de metales tales como vanadio y molibdeno. Junto al acrilonitrilo se obtienen como subproductos sulfato de amonio, cianuro de hidrógeno y acetonitrilo “bruto”. Éste último es utilizado como materia prima por otras industrias. Para lograr el objetivo del proyecto, se requiere de un reactor catalítico de tipo lecho fluidizado de grandes dimensiones y por ello, se opta por duplicarlo. También se requiere un cristalizador, para la obtención de la sal de amonio, y además un conjunto de 9 columnas de separación, de las cuales dos son de absorción, cinco de rectificación convencionales y dos de rectificación especiales. Estas dos últimas columnas, son necesarias para la ruptura de los azeótropos resultantes de la interacción acrilonitriloagua y acrilonitrilo-agua, respectivamente (se tiene en una de las dos columnas, una mezcla ternaria acrilonitrilo-acetonitrilo-agua). Debido a la naturaleza de los compuestos manipulados, es estrictamente necesario disponer de unas medias de seguridad especiales en toda la planta, así como en el parque de tanques. Además, hace falta destacar que el proceso, requiere un sistema de control de notable envergadura, (alrededor de 300 señales analógicas y digitales), debido a la complejidad del tren de purificación. En el proceso se intenta optimizar, tanto el consumo de recursos (reutilización del agua generada en el reactor para su uso como absorbente en las unidades de Quench y absorción), como el consumo energético (aprovechamiento de flujos calientes para precalentar otros fríos, generación de vapor en el reactor y a lo largo del proceso con corrientes que requieren de enfriamiento de caudales elevados a altas temperaturas, generación de electricidad con una turbina de cogeneración…). A pesar de esto, no se consiguen beneficios económicos, considerándolo así económicamente inviable. Este ha sido el resultado del estudio del flujo de caja de cada año que siempre ha resultado negativo debido a los elevados costes de producción. Finalmente, se proponen posibles mejoras para hacer viable el proceso. Algunas de estas son: cambiar la materia prima por otra de menor coste (propano en vez de propileno), cambiar el catalizador por uno de conversión mayor, minimizar los costes de tratamiento de residuos reduciendo así los gastos de nueva materia prima, u optimizar el proceso incrementado el precio del inmovilizado para disminuir el coste de producción.

El depósito volcanogénico de Cu-Zn-Pb-Au El Cobre, Cuba Oriental: estructura y mineralogía

El depósito "El Cobre" encaja en series volcanosedimentarias del arco de islas Paleógeno de Cuba Oriental. Los tipos de mineralización presentes son estratiforme, estratoligada y filoniana. Los depósitos estratiformes (anhidrita, barita o criptomelana) se formaron por precipitación de fluidos hidrotermales en un fondo submarino. La mineralización filoniana constituye la zona de raíz de los depósitos estratiformes, presentando morfología de stockwork en sectores superficiales, pero hacia los sectores profundos disminuye la anchura de la zona mineralizada. En ella predominan pirita y calcopirita en asociación con cuarzo, excepto en algunos filones más superficiales en donde predomina esfalerita asociada a anhidrita. Las alteraciones asociadas son cloritización y silicificación en los sectoresmás profundos; en los más superficiales se dan sericitización y caolinitización. La mineralización estratoligada es contemporánea con la mineralización filoniana y se produce por reemplazamiento de diversos niveles favo r a bles de la serie: calizas en la parte inferior y el nivel exhalativo de sulfato en la parte superior (donde se producen las concentraciones de oro más elevadas del depósito). En base a los tipos de mineralización presentes y de acuerdo al carácter singenético de los depósitos con las rocas vulcanosedimentarias de la secuencia media del Grupo El Cobre, se propone un modelo de formación exhalativo vulcanogénico en un contexto geodinámico de arco de islas, similar al modelo Kuroko.

La composicion isotopica del azufre y del plomo en las mineralizaciones de Zn-Pb del Valle de Aran (Pirineo Central) y su significado metalogenetico

La composición isotópica del azufre en sulfuros (834S) de las mineralizaciones tipo sedimentario-exhalativo del Ordovícico superior del valle de Arán (Pirineos Centrales) varía entre +3,5 y +15,1 %0 en los encajados en carbonatos y entre -2,7 y +5,5 %0 en los encajados en materiales detríticos. Estos valores sugieren que dichos depósitos se formaron a partir de dos fuentes de azufre distintas: una originada por reducción de sulfato de origen marino y otra por lixiviación de materiales detríticos y/o volcánicos de edad cambro-ordovícica.

High-momentum proton removal from 16 O and the (e,e'p) cross section

The cross section for the removal of high-momentum protons from 16O is calculated for high missing energies. The admixture of high-momentum nucleons in the 16O ground state is obtained by calculating the single-hole spectral function directly in the finite nucleus with the inclusion of short-range and tensor correlations induced by a realistic meson-exchange interaction. The presence of high-momentum nucleons in the transition to final states in 15N at 60¿100 MeV missing energy is converted to the coincidence cross section for the (e,e¿p) reaction by including the coupling to the electromagnetic probe and the final state interactions of the outgoing proton in the same way as in the standard analysis of the experimental data. Detectable cross sections for the removal of a single proton at these high missing energies are obtained which are considerably larger at higher missing momentum than the corresponding cross sections for the p-wave quasihole transitions. Cross sections for these quasihole transitions are compared with the most recent experimental data available.

Stable C and N isotope concentration in several tissues of the loggerhead sea turtle Caretta caretta from the western Mediterranean and dietary implications

The isotopic concentrations of carapace scutes, skin, muscle and blood of loggerhead sea turtles (Caretta caretta) from the Balearic Archipelago were analysed to investigate the pattern of variation between tissues and to assess the position of this species in the trophic webs of the Algerian Basin. Skin showed higher δ13C values than muscle or carapace scutes and these showed higher values than blood. Conversely, muscle showed higher δ15N values than skin, skin showed higher values than blood and blood showed higher values than carapace scutes. Dead and live sea turtles from the same habitat did not differ in the concentration of stable isotopes. However, some of the tissues of the turtles caught in drifting longlines in the oceanic realm showed higher δ13C values than those from the turtles caught by hand or in trammel nets over the continental shelf, although they did not differ in the δ15N. Comparison of the concentration of stable isotopes in the turtles with that of other species from several areas of the Algerian Basin revealed that they consumed planktonic prey and that the trophic level of the sea turtles was higher than that of carnivorous cnidarians but lower than that of zooplanktophagous fish and crustaceans.

Changes in the foraging strategy of female South American sea lions (Carnivora: Pinnipedia) after parturition.

This study tests the hypothesis that female South American sea lions shift from off-shore, pelagic prey to coastal, benthic prey after parturition in order to reduce the foraging trip duration and hence the time pups remain unattended on the beach during early lactation. The δ13C and δ15N values of the serum and blood cells of 26 South American sea lion suckling pups from northern Patagonia were used to track the dietary changes of their mothers from late pregnancy to early lactation, after correction for differential isotopic fractionation between tissues. Primary producers and potential prey species were also analysed to establish a baseline for interpreting the stable isotope concentration of serum and blood cells. Isotopic ratios revealed a generalized increase in the consumption of coastal-benthic prey after parturition. Such a generalized post-partum shift will allow females to spend more time on land and look after their pups. The effects of this foraging strategy on the nutritional quality of the female"s diet are discussed.

Estudi de les aigües salines a la conca del riu Llobregat i Cardener : implicacions ambientals

L’increment de la salinitat a les aigües subterrànies a prop de la zones de les explotacions mineres salines representa un problema ambiental amb moltes implicacions socio-econòmiques. La part mitja de la conca del riu Llobregat i Cardener és un clar exemple d’aquesta problemàtica. En molts casos l’origen de la salinitat és dubtós, ja que pot provenir del contacte de l’aigua de l’aqüífer amb formacions geològiques salines naturals o per l’afectació de les escombreres produïdes per l’explotació minera de potasses que es troba en aquesta regió. L’objectiu d’aquest treball és demostrar que el Ra pot ser un bon traçador per determinar l’origen de la salinitat de les aigües i complementar les analítiques químiques elementals i dels isòtops del sofre i de l’oxigen del sulfat (δ34SSO4 i δ18OSO4). La presència dels diversos isòtops del Ra en les aigües subterrànies dependrà de la geologia i del temps de residència de l’aigua dins l’aqüífer. L’anàlisi de 12 mostres de la comarca indica que el 226Ra és el millor dels isòtops del Ra que permet diferenciar l’origen de les aigües subterrànies.