Étude fonctionnelle du cotransporteur Na+/glucose (hSGLT1) : courant de fuite, vitesse de cotransport et modélisation cinétique

Les résultats présentés dans cette thèse précisent certains aspects de la fonction du cotransporteur Na+/glucose (SGLT1), une protéine transmembranaire qui utilise le gradient électrochimique favorable des ions Na+ afin d’accumuler le glucose à l’intérieur des cellules épithéliales de l’intestin grêle et du rein. Nous avons tout d’abord utilisé l’électrophysiologie à deux microélectrodes sur des ovocytes de xénope afin d’identifier les ions qui constituaient le courant de fuite de SGLT1, un courant mesuré en absence de glucose qui est découplé de la stoechiométrie stricte de 2 Na+/1 glucose caractérisant le cotransport. Nos résultats ont démontré que des cations comme le Li+, le K+ et le Cs+, qui n’interagissent que faiblement avec les sites de liaison de SGLT1 et ne permettent pas les conformations engendrées par la liaison du Na+, pouvaient néanmoins générer un courant de fuite d’amplitude comparable à celui mesuré en présence de Na+. Ceci suggère que le courant de fuite traverse SGLT1 en utilisant une voie de perméation différente de celle définie par les changements de conformation propres au cotransport Na+/glucose, possiblement similaire à celle empruntée par la perméabilité à l’eau passive. Dans un deuxième temps, nous avons cherché à estimer la vitesse des cycles de cotransport de SGLT1 à l’aide de la technique de la trappe ionique, selon laquelle le large bout d’une électrode sélective (~100 μm) est pressé contre la membrane plasmique d’un ovocyte et circonscrit ainsi un petit volume de solution extracellulaire que l’on nomme la trappe. Les variations de concentration ionique se produisant dans la trappe en conséquence de l’activité de SGLT1 nous ont permis de déduire que le cotransport Na+/glucose s’effectuait à un rythme d’environ 13 s-1 lorsque le potentiel membranaire était fixé à -155 mV. Suite à cela, nous nous sommes intéressés au développement d’un modèle cinétique de SGLT1. En se servant de l’algorithme du recuit simulé, nous avons construit un schéma cinétique à 7 états reproduisant de façon précise les courants du cotransporteur en fonction du Na+ et du glucose extracellulaire. Notre modèle prédit qu’en présence d’une concentration saturante de glucose, la réorientation dans la membrane de SGLT1 suivant le relâchement intracellulaire de ses substrats est l’étape qui limite la vitesse de cotransport.

IL-23 receptor and IL-12 receptor expression is restricted to distinct cell types in the IL-23R-GFP reporter mouse

Les maladies inflammatoires de l'intestin (MII) sont caractérisées par des réponses immunitaires incontrôlées dans l'intestin. Des études génétiques ont associé un polymorphisme dans le gène de l'IL23R à la résistance aux MII. IL23R code pour la protéine de l’IL-23r, une sous-unité du récepteur à l’IL-23 (IL-23R). Ce récepteur appartient à la famille de l’IL-12R, contenant plusieurs récepteurs hétérodimériques. D’ailleurs, IL-12R et IL-23R partagent la sous-unité IL12Rb1. Néanmoins, ces deux récepteurs favorisent des réponses immunitaires distinctes (Th1 vs Th17). Ce mémoire caractérise les dynamiques d’expression cellulaires de l’IL-23R et l’IL-12R, afin d’élucider leurs rôles dans l’inflammation. Nous avons établi qu’IL-23R et IL-12R ne sont jamais co-exprimés, malgré qu’ils partagent la sous-unité IL-12Rβ1. Parmi les cellules de rates de souris, la protéine IL-23r est trouvée dans certaines cellules T TCRγδ ou T CD4+, quelques cellules B et des cellules Lti-like. La protéine IL-12Rβ2 est exprimée par quelques cellules B. L’analyse de l’expression de l’IL-23R et l’IL-12R dans différents organes révéla que la plus grande proportion de cellules exprimant l’IL-23R se retrouve dans la lamina propria de l'intestin grêle, alors que les cellules exprimant l’IL-12Rβ2 ont été retrouvées en proportion équivalente dans tous les organes lymphoïdes. Ces observations appuient les études génétiques suggérant un rôle prédominant de l’IL23R dans les intestins. Finalement, des cultures in vitro suggèrent que l’IL-23R ou l’IL-12R avaient des réactions croisées à l’IL-12 ou l’IL-23. L’étude de l’IL-23R dans les MII devrait donc être complémentée par l’étude de l’IL-12R, car les deux récepteurs pourraient avoir des rôles complémentaires.

Intestin et défauts métaboliques dans la résistance à l'insuline

En lien avec l’augmentation constante de l’obésité, de plus en plus de personnes sont atteintes de résistance à l’insuline ou de diabète de type 2. Ce projet doctoral s’est surtout intéressé à l’une des conséquences majeures des pathologies cardiométaboliques, soit la dyslipidémie diabétique. À cet égard, les gens présentant une résistance à l’insuline ou un diabète de type 2 sont plus à risque de développer des perturbations lipidiques caractérisées essentiellement par des taux élevés de triglycérides et de LDL-cholestérol ainsi que de concentrations restreintes en HDL-cholestérol dans la circulation. Les risques de maladies cardiovasculaires sont ainsi plus élevés chez ces patients. Classiquement, trois organes sont connus pour développer l’insulino-résistance : le muscle, le tissu adipeux et le foie. Néanmoins, certaines évidences scientifiques commencent également à pointer du doigt l’intestin, un organe critique dans la régulation du métabolisme des lipides postprandiaux, et qui pourrait, conséquemment, avoir un impact important dans l’apparition de la dyslipidémie diabétique. De façon très intéressante, des peptides produits par l’intestin, notamment le GLP-1 (glucagon-like peptide-1), ont déjà démontré leur potentiel thérapeutique quant à l’amélioration du statut diabétique et leur rôle dans le métabolisme intestinal lipoprotéinique. Une autre évidence est apportée par la chirurgie bariatrique qui a un effet positif, durable et radical sur la perte pondérale, le contrôle métabolique et la réduction des comorbidités du diabète de type 2, suite à la dérivation bilio-intestinale. Les objectifs centraux du présent programme scientifique consistent donc à déterminer le rôle de l’intestin dans (i) l’homéostasie lipidique/lipoprotéinique en réponse à des concentrations élevées de glucose (à l’instar du diabète) et à des peptides gastro-intestinaux tels que le PYY (peptide YY); (ii) la coordination du métabolisme en disposant de l’AMPK (AMP-activated protein kinase) comme senseur incontournable permettant l’ajustement précis des besoins et disponibilités énergétiques cellulaires; et (iii) l’ajustement de sa capacité d’absorption des graisses alimentaires en fonction du gain ou de la perte de sa sensibilité à l’insuline démontrée dans les spécimens intestinaux humains prélevés durant la chirurgie bariatrique. Dans le but de confirmer le rôle de l’intestin dans la dyslipidémie diabétique, nous avons tout d’abord utilisé le modèle cellulaire intestinal Caco-2/15. Ces cellules ont permis de démontrer qu’en présence de hautes concentrations de glucose en basolatéral, telle qu’en condition diabétique, l’intestin absorbe davantage de cholestérol provenant de la lumière intestinale par l’intermédiaire du transporteur NPC1L1 (Niemann Pick C1-like 1). L’utilisation de l’ezetimibe, un inhibiteur du NPC1L1, a permis de contrecarrer cette augmentation de l’expression de NPC1L1 tout comme l’élévation de l’absorption du cholestérol, prouvant ainsi que le NPC1L1 est bel et bien responsable de cet effet. D’autre part, des travaux antérieurs avaient identifié certains indices quant à un rôle potentiel du peptide intestinal PYY au niveau du métabolisme des lipides intestinaux. Toutefois, aucune étude n’avait encore traité cet aspect systématiquement. Pour établir définitivement l’aptitude du PYY à moduler le transport et le métabolisme lipidique dans l’intestin, nous avons utilisé les cellules Caco-2/15. Notre étude a permis de constater que le PYY incubé du côté apical est capable de réduire significativement l’absorption du cholestérol et le transporteur NPC1L1. Puisque le rôle de l'AMPK dans l'intestin demeure inexploré, il est important non seulement de définir sa structure moléculaire, sa régulation et sa fonction dans le métabolisme des lipides, mais aussi d'examiner l'impact de l’insulino-résistance et du diabète de type 2 (DT2) sur son statut et son mode d’action gastro-intestinal. En employant les cellules Caco-2/15, nous avons été capables de montrer (i) la présence de toutes les sous-unités AMPK (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) avec une différence marquée dans leur abondance et une prédominance de l’AMPKα1 et la prévalence de l’hétérotrimère α1/β2/γ1; (ii) l’activation de l’AMPK par la metformine et l’AICAR, résultant ainsi en une phosphorylation accrue de l’enzyme acétylCoA carboxylase (ACC) et sans influence sur l'HMG-CoA réductase; (iii) la modulation négative de l’AMPK par le composé C et des concentrations de glucose élevées avec des répercussions sur la phosphorylation de l’ACC. D’autre part, l’administration de metformine au Psammomys obesus, un modèle animal de diabète et de syndrome métabolique, a conduit à (i) une régulation positive de l’AMPK intestinale (phosphorylation de l’AMPKα-Thr172); (ii) la réduction de l'activité ACC; (iii) l’augmentation de l’expression génique et protéique de CPT1, supportant une stimulation de la β-oxydation; (iv) une tendance à la hausse de la sensibilité à l'insuline représentée par l’induction de la phosphorylation d'Akt et l’inactivation de la phosphorylation de p38; et (v) l’abaissement de la formation des chylomicrons ce qui conduit à la diminution de la dyslipidémie diabétique. Ces données suggèrent que l'AMPK remplit des fonctions clés dans les processus métaboliques de l'intestin grêle. La preuve flagrante de l’implication de l’intestin dans les événements cardiométaboliques a été obtenue par l’examen des spécimens intestinaux obtenus de sujets obèses, suite à une chirurgie bariatrique. L’exploration intestinale nous a permis de constater chez ceux avec un indice HOMA élevé (marqueur d’insulinorésistance) (i) des défauts de signalisation de l'insuline comme en témoigne la phosphorylation réduite d'Akt et la phosphorylation élevée de p38 MAPK; (ii) la présence du stress oxydatif et de marqueurs de l'inflammation; (iii) la stimulation de la lipogenèse et de la production des lipoprotéines riches en triglycérides avec l’implication des protéines clés FABP, MTP et apo B-48. En conclusion, l'intestin grêle peut être classé comme un tissu insulino-sensible et répondant à plusieurs stimuli nutritionnels et hormonaux. Son dérèglement peut être déclenché par le stress oxydatif et l'inflammation, ce qui conduit à l'amplification de la lipogenèse et la synthèse des lipoprotéines, contribuant ainsi à la dyslipidémie athérogène chez les patients atteints du syndrome métabolique et de diabète de type 2.

Le rôle du stress oxydant dans les changements épigénétiques contribuant aux complications du syndrome métabolique.

La méthylation de l'ADN est l'une des modifications épigénétiques au niveau des îlots CpG. Cette modification épigénétique catalysée par les ADN méthyltransférases (DNMTs) consiste en la méthylation du carbone 5' d’une cytosine ce qui aboutit à la formation de 5-méthylcytosine. La méthylation de l'ADN est clairement impliquée dans l'inactivation des gènes et dans l'empreinte génétique. Elle est modulée par la nutrition, en particulier par les donneurs de méthyle et par une restriction protéique. Ces modifications épigénétiques persistent plus tard dans la vie et conduisent au développement de nombreuses pathologies telles que le syndrome métabolique et le diabète de type 2. En fait, de nombreux gènes clés subissent une modification de leur état de méthylation en présence des composants du syndrome métabolique. Cela montre que la méthylation de l'ADN est un processus important dans l'étiologie du syndrome métabolique. Le premier travail de ce doctorat a porté sur la rédaction d’un article de revue qui a examiné le cadre central du syndrome métabolique et analyser le rôle des modifications épigénétiques susceptibles d'influer sur l'apparition du stress oxydant et des complications cardiométaboliques. D’autre part, les cellules intestinales Caco-2/15, qui ont la capacité de se différencier et d’acquérir les caractéristiques physiologiques de l'intestin grêle, ont été utilisées et traitées avec du Fer-Ascorbate pour induire un stress oxydant. Le Fer-Ascorbate a induit une augmentation significative de l’inflammation et de la peroxydation des lipides (malondialdehyde) ainsi que des altérations de de la défense antioxydante (SOD2 et GPx) accompagnées de modifications épigénétiques. De plus, la pré-incubation des cellules avec de la 5-aza-2'-désoxycytidine, un agent de déméthylation et/ou l’antioxydant Trolox a normalisé la défense antioxydante, réduit la peroxydation des lipides et prévenu l'inflammation. Ce premier travail a démontré que les modifications du redox et l’inflammation induites par le Fer-Ascorbate peuvent impliquer des changements épigénétiques, plus particulièrement des changements dans la méthylation de l’ADN. Pour mieux définir l’impact du stress oxydant au niveau nutritionnel, des cochons d’Inde âgés de trois jours ont été séparés en trois groupes : 1) Témoins: alimentation régulière; 2) Nutrition parentérale (NP) 3) H2O2 : Témoins + 350 uM H2O2. Après quatre jours, pour un groupe, les perfusions ont été stoppées et les animaux sacrifiés pour la collecte des foies. Pour l’autre groupe d’animaux, les perfusions ont été arrêtées et les animaux ont eu un accès libre à une alimentation régulière jusqu'à la fin de l’étude, huit semaines plus tard où ils ont été sacrifiés pour la collecte des foies. Ceci a démontré qu’à une semaine de vie, l'activité DNMT et les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient inférieurs pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. A neuf semaines de vie, l’activité DNMT est restée basse pour le groupe NP alors que les niveaux de 5'-méthyl-2'-désoxycytidine étaient plus faibles pour les groupes NP et H2O2 par rapport aux témoins. Ce travail a démontré que l'administration de NP ou de H2O2, tôt dans la vie, induit une hypométhylation de l'ADN persistante en raison d'une inhibition de l'activité DNMT. Finalement, des souris ayant reçu une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ont été utilisées comme modèle in vivo de syndrome métabolique. Les souris ont été nourris soit avec un régime standard chow (témoins), soit avec une diète riche en gras et en sucre (HFHS) ou avec une diète HFHS en combinaison avec du GFT505 (30 mg/kg), un double agoniste de PPARα et de PPARδ, pendant 12 semaines. La diète HFHS était efficace à induire un syndrome métabolique étant donnée l’augmentation du poids corporel, du poids hépatique, des adiposités viscérales et sous-cutanées, de l’insensibilité à l’insuline, des lipides plasmatiques et hépatiques, du stress oxydant et de l’inflammation au niveau du foie. Ces perturbations étaient accompagnées d’une déficience dans l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ concomitant avec une hyperméthylation de leurs promoteurs respectifs. L’ajout de GFT505 à la diète HFHS a empêché la plupart des effets cardiométaboliques induits par la diète HFHS via la modulation négative de l’hyperméthylation des promoteurs, résultant en l’augmentation de l’expression des gènes hépatiques PPARα et PPARγ. En conclusion, GFT505 exerce des effets métaboliques positifs en améliorant le syndrome métabolique induit par l'alimentation HFHS via des modifications épigénétiques des gènes PPARs. Ensemble, les travaux de cette thèse ont démontré que le stress oxydant provenant de la nutrition induit d’importants changements épigénétiques pouvant conduire au développement du syndrome métabolique. La nutrition apparait donc comme un facteur crucial dans la prévention de la reprogrammation fœtale et du développement du syndrome métabolique. Puisque les mécanismes suggèrent que le stress oxydant agit principalement sur les métabolites du cycle de la méthionine pour altérer l’épigénétique, une supplémentation en ces molécules ainsi qu’en antioxydants permettrait de restaurer l’équilibre redox et épigénétique.

Cassava root peel as a replacement for maize in diets for growing pigs: effects on energy and nutrient digestibility, performance and carcass characteristics

Two experiments were conducted to evaluate cassava root peel (CRP) as diet component for fattening pigs. In the first experiment, ten male pigs were used to investigate the nutrient digestibility and the nutritive value of CRP as replacement for maize in the diet at 0 %, 30 %, 40 %, 50 % and 60 %, while supplementing free amino acids (fAA). During two experimental periods, faeces were quantitatively collected and analysed for chemical composition. In the second experiment, 40 pigs received the same diets as in Experiment 1, and daily feed intake and weekly weight changes were recorded. Four pigs per diet were slaughtered at 70 kg body weight to evaluate carcass traits. Digestibility of dry and organic matter, crude protein, acid detergent fibre and gross energy were depressed (p<0.05) at 60 % CRP; digestible energy content (MJ kg^(−1) DM) was 15.4 at 0 % CRP and 12.7 at 60 % CRP. In the second experiment, CRP inclusion had only a small impact on feed intake, weight gain and feed conversion ratio (p>0.05) as well as on the length of the small intestine and the Longissimus dorsi muscle area. The missing correlation of daily weight gain and feed-to-gain ratio up to a CRP inclusion of 40 % indicates that negative effects of CRP on pig growth can be avoided by respecting upper feeding limits. Hence, a combined use of CRP and fAA can reduce feeding costs for small-scale pig farmers in countries where this crop-by product is available in large amounts.

Cirugía bariatrica : gastrogastroplastia laparoscopica y bypass gástrico en pacientes con obesidad mórbida

La obesidad es un problema de salud global siendo la cirugía bariatrica el mejor tratamiento demostrado. El Bypass gástrico (BGYR) es el método más utilizado que combina restricción y malabsorcion; sin embargo los procedimientos restrictivos se han popularizado recientemente. La Gastro-gastroplastia produce restricción gástrica reversible por medio de un pouch gástrico con anastomosis gastrogástrica y propusimos su evaluación Métodos: Estudio retrospectivo no randomizado que evaluó archivos de pacientes con GG y BGYR laparoscópicos entre febrero de 2008 y Abril de 2011 Resultados: 289 pacientes identificados: 180 GG y 109 BGYR de los cuales 138 cumplieron criterios de inclusión, 77 (55.8%) GG y 61 (44,2%) BGYR, 18 (13%) hombres y 120 (87%) mujeres. Para GG la mediana del peso inicial fue 97,15 (± 17,3) kg, IMC inicial de 39,35 (± 3,38) kg/m2 y exceso de peso de 37,1 (±11,9). La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 34,8 (±3,58) kg/m2, 30,81 (±3,81) kg/m2, 29,58 (±4,25) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 30,9 (±14,2) %, 61,88 (±18,27) %, 68,4 (±19,64) % respectivamente. Para BGYR la mediana del peso inicial fue 108,1 (± 25,4) kg, IMC inicial 44,4 (± 8,1) y exceso de peso de 48,4 (±15,2) %. La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 39 (±7,5) kg/m2, 33,31 (±4,9) kg/m2, 30,9 (±4,8) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 25,9 (±12,9) %, 61,87 (±18,62) %, 71,41 (±21,09) % respectivamente. Seguimiento a un año Conclusiones: La gastro-gastroplastia se plantea como técnica restrictiva, reversible, con resultados óptimos en reducción de peso y alternativa quirúrgica en pacientes con obesidad. Son necesarios estudios a mayor plazo para demostrar mantenimiento de cambios en el tiempo

Cirugía bariatrica : gastrogastroplastia laparoscópica y bypass gástrico en pacientes con obesidad mórbida

La obesidad es un problema de salud global siendo la cirugía bariatrica el mejor tratamiento demostrado. El Bypass Gástrico (BGYR) es el método más utilizado que combina restricción y malabsorcion; sin embargo los procedimientos restrictivos se han popularizado recientemente. La Gastro-gastroplastia produce restricción gástrica reversible por medio de un pouch gástrico con anastomosis gastrogástrica y propusimos su evaluación Métodos: Estudio retrospectivo no randomizado que evaluó archivos de pacientes con GG y BGYR laparoscópicos entre Febrero de 2008 y Abril de 2011 Resultados: 289 pacientes identificados: 180 GG y 109 BGYR de los cuales 138 cumplieron criterios de inclusión, 77 (55.8%) GG y 61 (44,2%) BGYR, 18 (13%) hombres y 120 (87%) mujeres. Para GG la mediana del peso inicial fue 97,15 (± 17,3) kg, IMC inicial de 39,35 (± 3,38) kg/m2 y exceso de peso de 37,1 (±11,9). La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 34,8 (±3,58) kg/m2, 30,81 (±3,81) kg/m2, 29,58 (±4,25) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 30,9 (±14,2) %, 61,88 (±18,27) %, 68,4 (±19,64) % respectivamente. Para BGYR la mediana del peso inicial fue 108,1 (± 25,4) kg, IMC inicial 44,4 (± 8,1) y exceso de peso de 48,4 (±15,2) %. La mediana de IMC a los 1, 6 y 12 meses fue 39 (±7,5) kg/m2, 33,31 (±4,9) kg/m2, 30,9 (±4,8) kg/m2 respectivamente. La mediana de % PEP 1, 6 y 12 meses fue 25,9 (±12,9) %, 61,87 (±18,62) %, 71,41 (±21,09) % respectivamente. Seguimiento a un año. Conclusiones: La gastro-gastroplastia se plantea como técnica restrictiva, reversible, con resultados óptimos en reducción de peso y alternativa quirúrgica en pacientes con obesidad. Son necesarios estudios a mayor plazo para demostrar mantenimiento de cambios en el tiempo.

Cultivo primario de queratinocitos humanos sembrados en submucosa intestinal porcina

En el campo de la regeneración de piel, la ingeniería de tejidos busca superar las limitaciones asociadas con el uso de autoinjertos inmediatos, dado que la elección de una región donante en el paciente, constituye un riesgo para el mismo, además de ser insuficiente cuando la lesión es extensa. Se ha comprobado que el empleo de la submucosa del intestino delgado de cerdo (SIS) (por la sigla en inglés small intestinal submucosa), por su especial composición, como biomaterial de relleno para tratar lesiones, disminuye el dolor y la inflamación desde su primera aplicación y favorece la movilidad temprana de la región lesionada. Con el fin de determinar la utilidad de SIS, como sustituto epidérmico, en el presente estudio se desarrolló un protocolo para el cultivo primario de queratinocitos humanos, provenientes de prepucios infantiles, sobre una matriz de SIS como soporte. Se evaluó el potencial de adherencia y la capacidad de proliferación de queratinocitos sobre este sustrato.

Factores asociados a complicaciones post quirúrgicas en pacientes adultos con obstrucción intestinal mecánica en Bogotá, Colombia, período 2008 - 2014

Introducción: La obstrucción intestinal es una patología de alta prevalencia e impacto en los servicios de cirugía general a nivel mundial. El manejo de esta entidad puede ser médico o quirúrgico. Cuando se requiere intervención quirúrgica, se busca evitar el desarrollo de isquemia intestinal y resecciones intestinales; durante el postoperatorio, pueden existir complicaciones. El objetivo de este estudio es identificar los factores asociados al desarrollo de complicaciones post operatorias en un grupo de pacientes con obstrucción intestinal mecánica llevados a manejo quirúrgico. Metodología: Estudio analítico tipo casos y controles en un grupo de pacientes con diagnóstico de obstrucción intestinal mecánica llevados a manejo quirúrgico de su patología. Los casos corresponden a los pacientes con complicaciones postoperatorias y los controles aquellos que no presentaron complicaciones. Se identificaron factores asociados a complicación post operatoria mediante modelos estadísticos bivariados y multivariados de regresión logística para factores como edad, sexo, antecedente quirúrgico, presentación clínica, paraclínica y diagnóstico postoperatorio de malignidad, entre otras. Resultados: Se identificaron un total de 138 pacientes (54 casos y 129 controles). Los rangos de edad entre 55-66 años y mayor de 66 años fueron asociados con complicaciones postoperatorias (OR 3,87 IC95% 1,58-9,50 y OR 3,62 IC95% 1,45-9,08 respectivamente). El déficit de base inferior a 5 mEq/litro se relaciona con complicaciones postoperatorias (OR 2,64 IC95% 1.33-5,25) Otras pruebas de laboratorio, características radiológicas, hallazgos de malignidad en el postoperatorio y la evolución de los pacientes no fueron asociados con complicaciones. Conclusiones: Las disminución de las complicaciones durante el manejo quirúrgico de obstrucción intestinal mecánica continúa siendo un reto para la cirugía general. Factores no modificables como edad avanzada y modificables como el equilibrio ácido base deben ser tenidos en cuenta dada su correlación en el desarrollo de complicaciones postoperatorias.

Formulation of a live bacterial vaccine for stable room temperature storage results in loss of acid, bile and bile salt resistance

Live bacterial vaccines have great promise both as vaccines against enteric pathogens and as heterologous antigen vectors against diverse diseases. Ideally, room temperature stable dry formulations of live bacterial vaccines will allow oral vaccination without cold-chain storage or injections. Attenuated Salmonella can cross the intestinal wall and deliver replicating antigen plus innate immune activation signals directly to the intestinal immune tissues, however the ingested bacteria must survive firstly gastric acid and secondly the antimicrobial defences of the small intestine. We found that the way in which cells are grown prior to formulation markedly affects sensitivity to acid and bile. Using a previously published stable storage formulation that maintained over 10% viability after 56 days storage at room temperature, we found dried samples of an attenuated S. typhimurium vaccine lost acid and bile resistance compared to the same bacteria taken from fresh culture. The stable formulation utilised osmotic preconditioning in defined medium plus elevated salt concentration to induce intracellular trehalose accumulation before drying. Dried bacteria grown in rich media without osmotic preconditioning showed more resistance to bile, but less stability during storage, suggesting a trade-off between bile resistance and stability. Further optimization is needed to produce the ultimate room-temperature stable oral live bacterial vaccine formulation.

Abomasal infusion of casein, starch and soybean oil differentially affect plasma concentrations of gut peptides and feed intake in lactating dairy cows

The effects of specific nutrients on secretion and plasma concentrations of gut peptides (glucagon-like peptide-1((7-36)) amide (GLP-1), glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), and cholecystokinin-8 (CCK)) differ across species, but are not reported for cattle. Our objective was to determine acute (hours) and chronic (1 week) effects of increased abomasal supply of protein, carbohydrate, or fat to the small intestine on dry matter intake (DMI) and plasma concentrations of GLP-1, GIP, CCK, and insulin. Four mid-lactation Holstein cows were used in a 4 x 4 Latin square design experiment. Treatments were 7-day abomasal infusions of water, soybean oil (500 g/d), corn starch (1100 g/d), or casein (800 g/d). Jugular vein plasma was obtained over 7 h at the end of the first and last day of infusions. Oil infusion decreased DMI on day 7, but total metabolizable energy (ME) supply (diet plus infusate) did not differ from water infusion. Casein and starch infusion had no effect on feed DMI; thus, ME supply increased. Decreased DMI on day 7 of oil infusion was accompanied by increased plasma GLP-1 concentration, but decreased plasma CCK concentration. Increased plasma GIP concentration was associated with increased ME supply on day 7 of casein and starch infusion. Casein infusion tended to increase plasma CCK concentration on both days of sampling, and increased plasma GLP-1 and insulin concentration on day 1 of infusion. The present data indicate a sustained elevation of plasma concentration of GLP-1, but not CCK, may contribute to the reduced DMI observed in dairy cows provided supplemental fat. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Production and metabolic effects of site of starch digestion in lactating dairy cattle

Milk solids yield in modern dairy cows has increased linearly over the last 50 years, stressing the need for maximal dietary energy intake to allow genetic potential for milk energy yield to be realized with minimal negative effects on health and reproduction. Feeding supplemental starch is a common approach for increasing the energy density of the ration and supplying carbon for meeting the substantial glucose requirement of the higher yielding cow. In this regard, it is a long held belief that feeding starch in forms that increase digestion in the small intestine and glucose absorption will benefit the cow in terms of energetic efficiency and production response, but data supporting this dogma are equivocal. This review will consider the impact of supplemental starch and site of starch digestion on metabolic and production responses of lactating dairy cows, including effects on feed intake, milk yield and composition, nutrient partitioning, the capacity of the small intestine for starch digestion, and nutrient absorption and metabolism by the splanchnic tissues (the portal-drained viscera and liver). Whilst there appears to be considerable capacity for starch digestion and glucose absorption in the lactating dairy cow, numerous strategic studies implementing postruminal starch or glucose infusions have observed increases in milk yield, but decreased milk fat concentration such that there is little effect on milk energy yield, even in early lactation. Measurements of energy balance confirm that the majority of the supplemental energy arising from postruminal starch digestion is used with high efficiency to support body adipose and protein retention, even in early lactation. These responses may be mediated by changes in insulin status, and be beneficial to the cow in terms of reproductive success and well-being. However, shifting starch digestion from the rumen impacts the nitrogen economy of the cow as well by shifting the microbial protein gained from starch digestion from potentially absorbable protein to endogenous faecal loss.

Visceral tissue mass and rumen volume in dairy cows during the transition from late gestation to early lactation

The objectives were to measure the effects of transition and supplemental barley or rumen-protected protein on visceral tissue mass in dairy cows and the effects of transition and barley on rumen volume and liquid turnover. Cows were individually fed a grass silage-based gestation ration to meet energy and protein requirements for body weight stasis beginning 6 wk before expected calving. A corn silage-based lactation ration was individually fed ad libitum after calving. In the visceral mass study, 36 cows were randomly assigned to one of 3 dietary treatments: basal ration or basal ration plus either 800 g dry matter (DM) of barley meal per day or 750 g DM of rumen-protected soybean protein per day. Cows were slaughtered at 21 and 7 d before expected calving date or at 10 and 22 d postpartum. Visceral mass and rumen papillae characteristics were measured. Diets had little effect on visceral mass. The mass of the reticulo-rumen, small intestine, large intestine, and liver was, or tended to be, greater at 22 d postpartum but not at 10 d postpartum before DM intake had increased. Rumen papillae mass increased at 10 d postpartum, perhaps in response to increased concentrates. Mesenteric fat decreased after calving, reflecting body fat mobilization. Ten rumen-cannulated cows were fed the basal gestation ration alone or supplemented with 880 g of barley meal DM. Rumen volumes and liquid dilution rates were measured at 17 and 8 d before calving and at 10, 20, and 31 d postpartum. Feeding barley had no effects. After calving, rumen DM volume and liquid dilution rate increased, but liquid volume did not increase. Changes in gastrointestinal and liver mass during transition were apparently a consequence of changes in DM intake and nutrient supply and not initiation of lactation per se.

Nitrogen recycling through the gut and the nitrogen economy of ruminants: An asynchronous symbiosis

The extensive development of the ruminant forestomach sets apart their N economy from that of nonruminants in a number of respects. Extensive pregastric fermentation alters the profile of protein reaching the small intestine, largely through the transformation of nitrogenous compounds into microbial protein. This process is fueled primarily by carbohydrate fermentation and includes extensive recycling of N between the body and gut lumen pools. Nitrogen recycling occurs via blood and gut lumen exchanges of urea and NH3, as well as endogenous gut and secretory N entry into the gut lumen, and the subsequent digestion and absorption of microbial and endogenous protein. Factors controlling urea transfer to the gut from blood, including the contributions of urea transporters, remain equivocal. Ammonia produced by microbial degradation of urea and dietary and endogenous AA is utilized by microbial fermentation or absorbed and primarily converted to urea. Therefore, microbial growth and carbohydrate fermentation affect the extent of NH3 absorption and urea N recycling and excretion. The extensive recycling of N to the rumen represents an evolutionary advantage of the ruminant in terms of absorbable protein supply during periods of dietary protein deficiency, or asynchronous carbohydrate and protein supply, but incurs a cost of greater N intakes, especially in terms of excess N excretion. Efforts to improve the efficiency of N utilization in ruminants by synchronizing fermentable energy and N availability have generally met with limited success with regards to production responses. In contrast, imposing asynchrony through oscillating dietary protein concentration, or infrequent supplementation, surprisingly has not negatively affected production responses unless the frequency of supplementation is less than once every 3 d. In some cases, oscillation of dietary protein concentration has improved N retention compared with animals fed an equal amount of dietary protein on a daily basis. This may reflect benefits of Orn cycle adaptations and sustained recycling of urea to the gut. The microbial symbiosis of the ruminant is inherently adaptable to asynchronous N and energy supply. Recycling of urea to the gut buffers the effect of irregular dietary N supply such that intuitive benefits of rumen synchrony in terms of the efficiency of N utilization are typically not observed in practice.

Metabolism of Maillard reaction products by the human gut microbiota - implications for health

The human colonic microbiota imparts metabolic versatility on the colon, interacts at many levels in healthy intestinal and systemic metabolism, and plays protective roles in chronic disease and acute infection. Colonic bacterial metabolism is largely dependant on dietary residues from the upper gut. Carbohydrates, resistant to digestion, drive colonic bacterial fermentation and the resulting end products are considered beneficial. Many colonic species ferment proteins but the end products are not always beneficial and include toxic compounds, such as amines and phenols. Most components of a typical Western diet are heat processed. The Maillard reaction, involving food protein and sugar, is a complex network of reactions occurring during thermal processing. The resultant modified protein resists digestion in the small intestine but is available for colonic bacterial fermentation. Little is known about the fate of the modified protein but some Maillard reaction products (MRP) are biologically active by, e.g. altering bacterial population levels within the colon or, upon absorption, interacting with human disease mechanisms by induction of inflammatory responses. This review presents current understanding of the interactions between MRP and intestinal bacteria. Recent scientific advances offering the possibility of elucidating the consequences of microbe-MRP interactions within the gut are discussed.