Inhibition of inducible nitric oxide synthase protects against liver injury induced by mycobacterial infection and endotoxins.

BACKGROUND/AIMS: Bacillus Calmette Guerin (BCG) infection causes hepatic injury following granuloma formation and secretion of cytokines which render mice highly sensitive to endotoxin-mediated hepatotoxicity. This work investigates the role of inducible nitric oxide synthase (iNOS) in liver damage induced by BCG and endotoxins in BCG-infected mice. METHODS: Liver injury and cytokine activation induced by BCG and by LPS upon BCG infection (BCG/LPS) were compared in wild-type and iNOS-/- mice. RESULTS: iNOS-/- mice infected with living BCG are protected from hepatic injury when compared to wild-type mice which express iNOS protein in macrophages forming hepatic granulomas. In addition, iNOS-/- mice show a decrease in BCG-induced IFN-gamma serum levels. LPS challenge in BCG-infected mice strongly activates iNOS in the liver and spleen of wild-type mice which show important liver damage associated with a dramatic increase in TNF and IL-6 and also Th1 type cytokines. In contrast, iNOS-/- mice are protected from liver injury after BCG/LPS challenge and their TNF, IL-6 and Th1 type cytokine serum levels raise moderately. CONCLUSIONS: These results demonstrate that nitric oxide (NO) from iNOS is involved in hepatotoxicity induced by both mycobacterial infection and endotoxin effects upon BCG infection and that inhibition of NO from iNOS protects from liver injuries.

Sporozoite-mediated hepatocyte wounding limits Plasmodium parasite development via MyD88-mediated NF-kappa B activation and inducible NO synthase expression

Plasmodium sporozoites traverse several host cells before infecting hepatocytes. In the process, the plasma membranes of the cells are ruptured, resulting in the release of cytosolic factors into the microenvironment. This released endogenous material is highly stimulatory/immunogenic and can serve as a danger signal initiating distinct responses in various cells. Thus, our study aimed at characterizing the effect of cell material leakage during Plasmodium infection on cultured mouse primary hepatocytes and HepG2 cells. We observed that wounded cell-derived cytosolic factors activate NF-kappaB, a main regulator of host inflammatory responses, in cells bordering wounded cells, which are potential host cells for final parasite infection. This activation of NF-kappaB occurred shortly after infection and led to a reduction of infection load in a time-dependent manner in vitro and in vivo, an effect that could be reverted by addition of the specific NF-kappaB inhibitor BAY11-7082. Furthermore, no NF-kappaB activation was observed when Spect(-/-) parasites, which are devoid of hepatocyte traversing properties, were used. We provide further evidence that NF-kappaB activation causes the induction of inducible NO synthase expression in hepatocytes, and this is, in turn, responsible for a decrease in Plasmodium-infected hepatocytes. Furthermore, primary hepatocytes from MyD88(-/-) mice showed no NF-kappaB activation and inducible NO synthase expression upon infection, suggesting a role of the Toll/IL-1 receptor family members in sensing cytosolic factors. Indeed, lack of MyD88 significantly increased infection in vitro and in vivo. Thus, host cell wounding due to parasite migration induces inflammation which limits the extent of parasite infection

Manipulation of salicylate content in Arabidopsis thaliana by the expression of an engineered bacterial salicylate synthase.

Salicylic acid (SA) plays a central role as a signalling molecule involved in plant defense against microbial attack. Genetic manipulation of SA biosynthesis may therefore help to generate plants that are more disease-resistant. By fusing the two bacterial genes pchA and pchB from Pseudomonas aeruginosa, which encode isochorismate synthase and isochorismate pyruvate-lyase, respectively, we have engineered a novel hybrid enzyme with salicylate synthase (SAS) activity. The pchB-A fusion was expressed in Arabidopsis thaliana under the control of the constitutive cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter, with targeting of the gene product either to the cytosol (c-SAS plants) or to the chloroplast (p-SAS plants). In p-SAS plants, the amount of free and conjugated SA was increased more than 20-fold above wild type (WT) level, indicating that SAS is functional in Arabidopsis. P-SAS plants showed a strongly dwarfed phenotype and produced very few seeds. Dwarfism could be caused by the high SA levels per se or, perhaps more likely, by a depletion of the chorismate or isochorismate pools of the chloroplast. Targeting of SAS to the cytosol caused a slight increase in free SA and a significant threefold increase in conjugated SA, probably reflecting limited chorismate availability in this compartment. Although this modest increase in total SA content did not strongly induce the resistance marker PR-1, it resulted nevertheless in enhanced disease resistance towards a virulent isolate of Peronospora parasitica. Increased resistance of c-SAS lines was paralleled with reduced seed production. Taken together, these results illustrate that SAS is a potent tool for the manipulation of SA levels in plants.

Insulin resistance in mice lacking neuronal nitric oxide synthase is related to an alpha-adrenergic mechanism

Rapport de synthèse : Le monoxyde d'azote (NO) joue un rôle important dans la régulation de l'homéostasie du système cardiovasculaire et du glucose. Les souris déficientes pour le gène codant l'isoforme neuronale de la synthase de monoxyde d'azote (nNOS) sont résistantes à l'insuline, mais les mécanismes sous-jacents sont inconnus. Le manque de NO produit par la nNOS pourrait être à l'origine d'une diminution de la perfusion du muscle squelettique et ainsi d'une diminution de l'apport de substrat. Alternativement, le déficit de nNOS normalement hautement exprimé dans le tissu musculaire squelettique pourrait directement y perturber la consommation de glucose. Finalement l'absence de l'action sympatholytique du NO neuronal pourrait diminuer la sensibilité à l'insuline. Afin de tester ces hypothèses nous avons étudié, chez des souris déficientes en nNOS et des souris-contrôle, la consommation corporelle totale de glucose et le flux musculaire squelettique pendant des clamps hyperinsulinémiques euglycémiques in vivo, ainsi que la consommation de glucose dans le muscle squelettique in vitro. De plus nous avons analysé les effets d'une inhibition alpha-adrénergique sur la consommation de glucose pendant les clamps hyperinsulinémiques euglycémiques in vivo. Le taux de perfusion de glucose pendant les clamps était grossièrement 15 pourcent plus bas (P<0.001) chez les souris déficientes en nNOS que chez les souris-contrôle. Cette résistance à l'insuline chez les souris déficientes en nNOS n'était due ni à une stimulation déficiente du flux sanguin musculaire par l'insuline ni à un défaut intrinsèque de la consommation de glucose du muscle (qui étaient comparables dans les deux groupes), mais à un mécanisme alpha-adrénergique, car l'administration de phentolamine rétablissait la sensibilité à l'insuline chez les souris déficientes en nNOS. Ces résultats suggèrent qu'une hyperactivité sympathique, potentiellement due à la perte de l'inhibition neuronale centrale du flux sympathique par le NO provenant de nNOS, contribue à la résistance à l'insuline des souris déficientes en nNOS. Par ailleurs ces résultats tendent à prouver qu'un défaut de production de NO provoquerait une résistance à l'insuline par des mécanismes différents selon l'isoforme de NO synthase déficiente (par exemple chez les souris déficientes pour la forme endothéliale de NO synthase, il a été montré que la résistance à l'insuline est due à un défaut de stimulation de la perfusion musculaire par l'insuline et à un défaut du signalling de l'insuline dans la cellule musculaire squelettique). Chez l'être humain il est établi que les états de résistance à l'insuline sont associés à une synthèse défectueuse et/ou une mauvaise biodisponibilité du NO, ainsi qu'à une hyperactivité sympathique. Nous spéculons que la perte d'inhibition centrale du flux sympathique représente un mécanisme contribuant à la résistance à l'insuline et ses complications cardiovasculaires chez l'être humain.

Tissue oxygenation and hemodynamic response to NO synthase inhibition in septic shock.

The objective of the study was to evaluate the tissue oxygenation and hemodynamic effects of NOS inhibition in clinical severe septic shock. Eight patients with septic shock refractory to volume loading and high level of adrenergic support were prospectively enrolled in the study. Increasing doses of NOS inhibitors [N(G)-nitro-L-arginine-methyl ester (L-NAME) or N(G)-monomethyl-L-arginine (L-NMMA)] were administered as i.v. bolus until a peak effect = 10 mmHg on mean blood pressure was obtained or until side effects occurred. If deemed clinically appropriate, a continuous infusion of L-NAME was instituted and adrenergic support weaning attempted. The bolus administration of NOS inhibitors transiently increased mean blood pressure by 10 mm Hg in all patients. Seven out of eight patients received an L-NAME infusion, associated over 24 h with a progressive decline in cardiac index (P < 0.001) and an increase in systemic vascular resistance (P < 0.01). Partial or total adrenergic support weaning was rapidly possible in 6/8 patients. Oxygen transport decreased (P < 0.001), but oxygen consumption remained unchanged in those patients in whom it could be measured by indirect calorimetry (5/8). Blood lactate and the difference between tonometric gastric and arterial PCO2 remained unchanged. There were 4/8 ICU survivors. We conclude that nitric oxide synthase inhibition in severe septic shock was followed with a progressive correction of the vasoplegic hemodynamic disturbances with finally normalization of cardiac output and systemic vascular resistances without any demonstrable deterioration in tissue oxygenation.

Efeitos de dose de nitrogênio, fósforo e potássio sobre os componentes da produção e a qualidade de bananas 'Prata Anã' no distrito agroindustrial de Jaíba

Com o objetivo de verificar os efeitos da adubação nitrogenada, fosfatada e potássica sobre os componentes da produção e a qualidade de bananas 'Prata Anã', no Distrito Agroindustrial de Jaíba, em Matias Cardoso-MG, foi conduzido um experimento com dez tratamentos constituídos pela combinação de doses (g/touceira) de N, P e K de acordo com uma matriz baconiana, sendo 1: 250-45-700, 2: 250-25-700, 3: 250-70-700, 4: 250-100-700, 5: 250-45-300, 6: 250-45-500, 7: 250-45-1000, 8: 150-45-700, 9: 400-45-700, 10: 600-45-700. O tratamento um é o de referência, correspondendo às doses adotadas pelos bananicultores da região. O delineamento foi de blocos ao acaso com quatro repetições. Avaliou-se a produção do primeiro ciclo. Os cachos foram colhidos, despencados e avaliados quanto ao número de pencas, número de frutos e massa do cacho, massa média das pencas e massa média, diâmetro e comprimentos total e comercial do fruto. Os resultados indicaram que as doses de nitrogênio ou fósforo utilizadas pelos produtores de banana do Distrito Agroindustrial de Jaíba podem ser reduzidas para 150 ou 25 g/touceira, respectivamente, sem prejuízo para a produção e qualidade dos frutos. Por outro lado, as doses de potássio até 1000 g/touceira, parceladas semanalmente, proporcionaram aumentos significativos na massa, comprimento total e comercial do fruto.

Efeitos das condições de amadurecimento sobre a suscetibilidade de bananas 'SH 3640' ao despencamento natural

Com o objetivo de verificar os efeitos das condições de amadurecimento sobre o despencamento natural de bananas 'SH 3640', foi instalado um experimento segundo delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos: T1 - amadurecimento em temperatura ambiente (24,6 ± 1,7ºC); T2 - pré-condicionamento dos frutos a 5ºC por 6 horas, seguido de amadurecimento em temperatura ambiente; T3 - pré-condicionamento dos frutos a 5ºC por 12 horas, seguido de amadurecimento em temperatura ambiente; T4 - amadurecimento dos frutos em sacos de polietileno de baixa densidade a 18ºC. Foram utilizadas 6 repetições para as observações anatômicas e 4 repetições para as avaliações de resistência ao despencamento, consistência da polpa do fruto maduro e do tempo entre a colheita e o amadurecimento, sendo cada repetição constituída de um fruto. Os frutos dos tratamentos T2 e T4 apresentaram maior resistência ao despencamento natural, o que é justificado pelo aumento da espessura e pela maior deposição de lignina nas paredes celulares. Os frutos do tratamento T4 tiveram o amadurecimento retardado em relação aos demais. Os frutos dos diversos tratamentos não diferiram quanto à consistência da polpa.

Agronomic characteristics of 'Prata-anã' and 'Maçã' bananas micropropagated

The experiment evaluated the agronomic characteristics of 'Prata-anã' and 'Maçã' banana plants, in the São Manuel region of São Paulo state. In the first crop cycle, the number of days from planting to inflorescence and from inflorescence to harvest; the number of shoots until the appearance of inflorescence and during the harvest period; active leaves number at inflorescence appearance and during the harvest period. Were evaluated yield parameters: like average weight of bunch, hand, rachis and fruit; average fruit number per hand and bunch; average fruit diameter and length. Incidences of plague diseases, as well as their severity were also evaluated. Delineation was totally at random, with 2 treatments, 15 replications and 5 useful plants per experimental plot. Both cultivars were characterized by values of descriptive average statistics and standard deviation, for characteristic interests. Number of days from planting to harvest was similar for both 'Prata-anã' and 'Maçã', 574 and 567 days respectively. Banana plants showed good phytosanitary quality throughout the whole cycle.

Correlations of glycogen synthase and phosphorylase activities with glycogen concentration in human muscle biopsies. Evidence for a double-feedback mechanism regulating glycogen synthesis and breakdown.

The purpose of this study was to verify in man the relationships of muscle glycogen synthase and phosphorylase activities with glycogen concentration that were reported in animal studies. The upper level of glycogen concentration in muscle is known to be tightly controlled, and glycogen concentration was reported to have an inhibitory effect on synthase activity and a stimulatory effect on phosphorylase activity. Glycogen synthase and phosphorylase activity and glycogen concentration were measured in muscle biopsies in a group of nine normal subjects after stimulating an increase of their muscle glycogen concentration through either an intravenous glucose-insulin infusion to stimulate glycogen synthesis, or an Intralipid (Vitrum, Stockholm, Sweden) infusion in the basal state to inhibit glycogen mobilization by favoring lipid oxidation at the expense of glucose oxidation. Phosphorylase activity increased from 71.3 +/- 21.0 to 152.8 +/- 20.0 nmol/min/mg protein (P < .005) after the glucose-insulin infusion. Phosphorylase activity was positively correlated with glycogen concentration (P = .005 and P = .0001) after the glucose-insulin and Intralipid infusions, respectively. Insulin-stimulated glycogen synthase activity was significantly negatively correlated with glycogen concentration at the end of the Intralipid infusion (P < .005). In conclusion, by demonstrating a negative correlation of glycogen concentration with glycogen synthase and a positive correlation with phosphorylase, this study might confirm in man the double-feedback mechanism by which changes in glycogen concentration regulate glycogen synthase and phosphorylase activities. It suggests that this mechanism might play an important role in the regulation of glucose storage.

Amadurecimento de bananas 'maçã' submetidas ao 1-metilciclopropeno (1-MCP)

Objetivou-se avaliar o efeito do 1-MCP, em diferentes tempos de aplicação, sobre amadurecimento e atributos de qualidade da banana 'Maçã'. Utilizou-se um delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 3x5, ou seja, avaliaram-se as bananas em três diferentes graus de coloração da casca (grau 2: 100% verdes; grau 4: mais amarelas que verdes; grau 7: completamente amarelas, com pontuações marrons) e cinco tempos de aplicação de 50 hL.L-1 de 1-MCP (0-controle; 6; 9; 12 e 24 horas). O experimento foi conduzido com três repetições constituídas por três buquês, com quatro frutos cada. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e ao teste de Tukey, e regressão polinomial, quando conveniente. O 1-MCP foi aplicado nos frutos no grau 2 de coloração da casca, na concentração de 50hL.L-1, a 25±1ºC. Os frutos, após aplicação, foram armazenados a 25±1ºC e 80±5% UR e avaliados, quanto ao teor de sólidos solúveis (SS) e açúcares solúveis totais (AST), pH e cor da casca, nos graus 2; 4 e 7 de coloração e também a taxa respiratória, que foi acompanhada diariamente. A aplicação de 50nL.L-1 de 1-MCP atrasou o início do amadurecimento de bananas 'Maçã', conforme as primeiras mudanças visíveis na coloração da casca de verde para amarela, em aproximadamente 9 dias. Observou-se também retardo na ascensão e diminuição da taxa respiratória, de aproximadamente 50%, no ponto máximo do climatério, nos frutos submetidos ao 1-MCP, durante o amadurecimento. O 1-MCP a 50hL.L-1, em qualquer tempo de aplicação, retardou o amadurecimento de bananas 'Maçã' sem afetar os atributos de qualidade valor b* (cor da casca), os teores de sólidos solúveis, açúcares solúveis totais e pH.

Mudanças fisiológicas e químicas em bananas 'Nanica' e 'Pacovan' tratadas com carbureto de cálcio

O objetivo deste trabalho foi avaliar mudanças fisiológicas e químicas em bananas 'Nanica' e 'Pacovan' tratadas com elevadas doses de carbureto de cálcio (CaC2), para geração de acetileno. Os frutos foram colhidos no estádio de maturação II (verdes com leves traços amarelos). As pencas foram acondicionadas em caixas de madeira (50 x 50 x 40 cm), revestidas internamente com papel alumínio, hermeticamente fechadas e tratadas com quatro doses de CaC2 (0; 15; 30 e 45 g.m-3) e (0; 7; 15 e 30 g.m-3) para 'Nanica' e 'Pacovan', respectivamente. Foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 6 (4 doses e 6 períodos de avaliação), com três repetições. As características avaliadas foram: atividade respiratória, conteúdos de amido, açúcares redutores (AR) e clorofila total, e evolução da coloração do fruto (escala de 1-7). O acetileno liberado do CaC2 resultou em aumento da taxa respiratória, degradação do amido e elevação dos teores de AR, degradação da clorofila e intensificação da coloração amarela, uniformizando o amadurecimento, sobretudo para a cultivar Pacovan.

Simulação computacional aplicada ao desenvolvimento de embalagens para bananas

Este trabalho propõe um método de projeto de embalagem para produtos hortícolas, buscando uma otimização integrada dos aspectos geométricos, estruturais e térmicos, ligados à facilitação do resfriamento e armazenamento refrigerado. Para o dimensionamento e otimização estrutural, foi utilizado o Método dos Elementos Finitos implementado pelo programa ANSYS, obtendo-se oito modelos virtuais de embalagens, com 10% e 14% de área efetiva de aberturas e geometria quadrada, retangular e circular. Para o desenvolvimento dos experimentos, que avaliaram a relação da área de aberturas com o tempo de sete-oitavos de resfriamento, foram construídos protótipos de tábuas de madeira (Pinnus elliotti) de reflorestamento. Nas embalagens, foram acondicionados aproximadamente 13 kg de banana variedade Nanica (Musa cavendishii, cultivar nanica), resfriada num túnel de ar forçado (vazão de ar de 0,32 m³ s-1, temperatura de 8,0±1,2ºC e umidade relativa de 84,5±2,6%). O tempo de resfriamento também foi comparado com aquele obtido quando a mesma quantidade de frutas foi resfriada em embalagens de papelão (2,5% de área efetiva de abertura) e madeira (18% de área efetiva de abertura). Os resultados demonstraram que, entre os protótipos propostos, não houve diferença significativa no tempo de resfriamento dos frutos acondicionados nas embalagens desenvolvidas, sendo o tempo médio de resfriamento de 40,71±2,81 min. Na comparação com as embalagens de papelão e madeira, houve diferenças significativas, sendo que as embalagens comerciais tiveram tempos de resfriamento de 1,25 e 2 vezes maiores. Concluiu-se que a simulação estrutural computacional, aliada a algoritmos de otimização, além de procedimentos experimentais ligados à cadeia do frio, são recursos promissores no auxílio de projetos para embalagens de transporte de produtos hortícolas.

Tipos e intensidade de danos mecânicos em bananas 'prata-anã' ao longo da cadeia de comercialização

Atualmente, a maior parte da produção brasileira de banana é destinada ao mercado interno e, geralmente, é colhida, manuseada e transportada de forma deficiente e inadequada, contribuindo para perdas substanciais na fase pós-colheita. Objetivou-se identificar os tipos e a intensidade de danos mecânicos após a colheita da banana 'Prata-Anã', produzida no Município de Verdelândia (MG) e embalada em caixas de papelão, madeira e plástico. Foram amostradas quatro caixas de banana 'Prata-Anã' em cada etapa da cadeia de comercialização, a saber: antes da colheita, após a primeira lavagem e pré-seleção (1ª piscina da casa de embalagem), após embalagem, após transporte e após distribuição ao mercado varejista em Montes Claros (MG), onde os frutos permaneceram em exposição para vendas por 8 horas. A porcentagem de frutos, área da casca e porcentagem da área da casca danificados aumentou ao longo da cadeia de comercialização. O uso da caixa de papelão proporcionou redução na incidência e intensidade de dano mecânico em relação aos demais tipos de embalagem. Houve alta incidência do dano por abrasão em todas as etapas da cadeia de comercialização. O dano por compressão apresentou grande importância relativa no varejo.