A mass spectrometric study of some pesticides /|nK. S. Subramanian. -- 260 St. Catharines, Ont. : [s. n.],

The fragmentation processes in the mass spectra of a series of organophosphorus, organochlorine, thio and dithiocarbamate as well as a number of miscellaneous pesticides have been studied i n detail by using the Bendix timeof- flight, MS-12 single-focussing and MS-30 double-focussing mass spectrometers. Interpretation of all the spectra have been presented; their mode s of dissociation elucidated, aided by metastable transitions wherever possible and the structures of the various f ragmentation species postulated wherever f easible. The fragmentation mechanisms are based on the concepts of inductive, resonance and steric ef~ects. Multiple bond cleavages accompanied by simultaneous bond formation and rearrangement reactions involving cycli c t r ansition states have clarified t he formation of various ions . Due emphasis has been placed on the effect of the functional groups or substituents in altering the mass spectral behaviour of the pesticides as they form the basis for the identifi cation of the otherwise identical pesticides. The organophosphorus pesticides which have been studied include i) the phosphates (eg: DDVP and Phosdrin ); ii) phosphorothionates (eg: Parathion, 0-2, 4 dichloro phenyl 0, O-diethyl thionophosphate); iii) phosphorothioites (eg: Tributyl phosphorotrithioite); i V) phosphorothioates (eg: Ethion) and v) phosphorodithioates (eg: Carbophenolthion). Cleavages and rearrangements of the ester moiety dominate the spectrum of phosdrin while that of DDVP is + dominated by t he fragmentation modes of the (OH30)2P=0 + moiety. Fragmentation §f the (CH30)2P=S characterises the spectrum of (OH30)2"P -Cl while cleavages of the + (C2H50 )2P=S species mark the spectra of parathion and 0-2, 4- di chlorophenyl O, O-diethyl thiophosphate. The 0(, cl eavages of the thioether f unction rather than + cleavages of the (C2H50)2P=S signify the spectrum of carbophenolthion. Tributyl phosphorotrithioite behaves more like an aliphatic hydrocarbon than like the corresponding phosphites. The isopropyl and butyl esters of 2, 4 dichlorophenoxy acetic acid show cleavage and rearrangement ions typical of an ester. In spite of its structural similari ty to pp' - DDT and pp' - DDD, Kalthane has a completely different mass spectral behaviour due to the influence of its hydroxyl function. The thiocarbamate pesticides studied include Eptam and Perbulate. Both are structurally similar but having different alkyl substituents on nitrogen and sulphur. This structurQlsimilarity leads to similar types of (N-C), (O-S) and (S-alkyl cleavages). However, perbulate differs from Eptam in showing a rearrangement ion at mle 161 and in forming an isocyanate ion as the base peak. In Eptam the base peak i s the alkyl ion. The dithiocarbamate, Vegadex, resembles the thiocarbamates in undergoing simple cleavages but it differs from them in having a weak parent ion; in the formation of its base peak and in undergoing a series of rearrangement reactions. The miscellaneous pesticides studied include 1-Naphthalene acetic aCid- methyl ester, Fiperonyl butoxide and Allethrin. The ester i s stable to electron impact and shows only fewer ions. Piper onyl butoxide, a polyether, shows characteristics of an et her, alcohol and aldehyde . Allethrin is regarded as an ester of the type R-C-O-R1 with n R being a substituted cyclopr opane moiety and o Rt, a substituted cyclopentenone mOiety. Accordingly it shows cleavage ions typical of an aliphatic ester and undergoes bond ruptures of the cyclic moieties to give unusual ions. Its base peak is an odd electron ion, quite contrary to expectations.

3-O-Demethylation of thebaine and the synthesis of a flacourtia aglycone from benzoic acid.

Two synthetic projects were embarked upon, both fraught with protecting group nuance and reaction selectivity. Transformations of the opiate skeleton remain a valuable tool for the development of new medicines. Thebaine, a biosynthetic intermediate in the expression of morphine, was converted in three steps to oripavine through two parallel modes. Through the use of protecting group manipulations, two irreversible scaffold rearrangements were avoided during aryl methyl ether bond cleavage. This chemistry constitutes a new path in manipulations of the morphinan scaffold through protective groups. A new compound family, the flacourtosides, contains an unusual cyclohexenone fragment. The newly described compounds show in preliminary tests antiviral activity against dengue and chikungunya. This aglycone was approached on three pathways, all beginning with the chemoenzymatic dihydroxylation of benzoic acid. A first attempt from a known vinyl epoxide failed to epimerize and cooperate under deprotective conditions. A second and third attempt made use of a diastereoselective dihydroxylation reaction, which was critical in reaching the correct stereochemistry and oxidation state. The methyl ester of the aglycone was prepared, constituting the first synthesis of the non-trivial natural product framework.

Synthèse et analyse conformationelle de dipeptides contenant l’isostère hydroxyéthylène

Dans ce mémoire, je présente mes études sur une stratégie efficace développée pour la synthèse de cétones homoallyliques substituées à partir de l’addition en cascade de réactifs de Grignard vinyliques substitués sur des α-amino esters catalysée par des sels de cuivre. L’utilisation de ces cétones homoallyliques a permis d’obtenir des mimes peptidiques comprenant un isostère de type hydroxyéthylène du lien amide. L’étape clé de cette stratégie repose sur la synthèse de cétones homoallyliques substituées intermédiaires à partir de la réaction d’additions en cascade catalysée au cuivre, de bromure de β,β-diméthylevinyle magnésium sur des analogues d’esters de la phénylalanine et de la sérine. Les cétones homoallyliques résultantes sont réduites sélectivement en alcool, la liaison double est clivée oxydativement et l’acide carboxylique résultant est couplé à un acide aminé. Afin d’évaluer l’effet qu’ont le remplacement du lien amide central dans un coude β par un hydroxyéthylène et de la présence d’un gem diméthyle sur la chaîne carbonée sur la conformation tridimensionnelle adoptée par les tripeptides générés, des analyses à l’état solide par diffraction aux rayons X, des analyses en solution par la spectroscopie RMN et des expériences de type NOESY ont été réalisées. Ces études ont permis de définir un nouveau type de coude β. La présence de pont hydrogène intramoléculaire et l’effet de restriction de conformation induit par le gem diméthyle, généralement appelé effet Thorpe-Ingold, favorisent la formation d’un coude β.

Rôle du stress oxydant en période néonatale dans l'hypertension artérielle et la dysfonction vasculaire et métabolique de l'adulte

Thèse réalisée dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université de Montréal et l'Université d'Auvergne en France

Antidiabetic activity of Vaccinium vitis-idaea, a medicinal plant from the traditional pharmacopeia of the James Bay Cree

L’incidence du diabète chez les premières nations du Canada est plus de trois fois celle du reste du pays, dû, en partie, aux traitements culturellement inappropriés. Notre projet vise à traiter le diabète chez ces populations à partir de leur pharmacopée de médicine traditionnelle afin d’améliorer l’acceptation des traitements. En utilisant une approche ethnobotanique, notre équipe a identifié 17 plantes médicinales utilisées pour traiter des symptômes du diabète par les Cris d'Eeyou Istchee (Baie James, Québec). Parmi eux, l'extrait éthanolique de baies de Vaccinium vitis-idaea a montré un effet stimulateur sur le transport du glucose dans les cellules musculaires squelettiques et les adipocytes en culture. Le but de cette thèse était d’élucider les mécanismes par lesquels cet extrait exerce ses effets anti-hyperglycémiants, d’identifier ses principes actifs et de confirmer in vivo, son efficacité. Les résultats démontrent que V.vitis a augmenté le transport du glucose dans les cellules musculaires en cultures, C2C12 et L6 et a stimulé la translocation des transporteurs GLUT4 dans les cellules L6. L'extrait a également inhibé la respiration dans les mitochondries isolées du foie du rat. Cet effet est semblable à celui de la metformine et en lien avec la production du stress métabolique et l'activation de l'AMPK. De plus, la voie de signalisation de l’insuline ne semble pas être impliquée dans le mécanisme d’action de V. vitis. Le fractionnement guidé par la stimulation du transport du glucose a mené à l'isolation des principes actifs; la quercétine, la quercétine-3-O-galactoside, et la quercétine-3-O-glucoside. Comparable à l'extrait brut, ses composés ont stimulé la voie AMPK. Cependant, la quércetine était la seule à inhiber la respiration mitochondriale. Pour valider l'effet de V.vitis in vivo, l'extrait (1% dans l'eau de boisson) a été administré aux souris KKAy pendant 10 jours. La glycémie et le poids corporel ont été significativement réduits par V.vitis. Ces effets ont été associés à une diminution de la prise alimentaire, ce qui suggère que V.vitis diminue l'appétit. L'étude pair-fed a confirmé que les effets de V.vitis sont, majoritairement, dû à la réduction de l’appétit. De plus, V.vitis a augmenté la teneur en GLUT4 dans le muscle squelettique, a stimulé la iv phosphorylation de l'ACC et a augmenté les niveaux de PPAR-α dans le foie des souris KKAy. Ces effets se voient être additifs à l’effet anorexigène de V. vitis. Au cours du fractionnement bioguidé de l’extrait, l’ester méthylique de l'acide caféique (CAME), un produit formé lors de la procédure du fractionnement, a démontré un effet stimulateur puissant sur le transport du glucose dans les celules C2C12 et donc un potentiel anti-diabétique. Pour identifier d'autres acides caféique active (AC) et pour élucider leurs relations structure-activité et structure-toxicité, vingt dérivés AC ont été testés. Outre CAME, quatre composés ont stimulé le transport du glucose et ont activé l'AMPK suite au stress métabolique résultant d'un découplage de la phosphorylation oxydative mitochondriale. L’activité nécessite une fonction d’AC intacte dépourvu de groupements fortement ionisés et ceci était bien corrélée avec la lipophilicite et la toxicité. Les résultats de cette thèse soutiennent le potentiel thérapeutique de V. vitis, ses composés actifs ainsi que de la famille de l’AC et pour la prévention et le traitement du diabète.

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

Síntesi, caracterització química i estudi de l'activitat biològica de nous complexos de Pt(II) amb lligands de tipus diaminocarboxílic i els respectius ésters i derivats peptídics

El cisplatí, PtCl2(NH3)2, ha estat una de les drogues més utilitzades en la quimioteràpia del càncer des del descobriment de la seva activitat. Però degut a la seva alta toxicitat i greus efectes secundaris, s'han sintetitzat nous compostos amb la finalitat de reduir aquests inconvenients. En aquest sentit, el treball desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha estat la síntesi i caracterització de tretze complexos de Pt(II) amb la finalitat d'estudiar llur activitat antitumoral. Aquests complexos presenten unes característiques estructurals comunes: geometria cis, dos lligands làbils de tipus clorur i un lligand diaminoquelatant derivat dels àcids d,l-2,3-diaminopropiònic (Hdap) i d,l-2,4-diaminobutíric (Hdab). S'han dissenyat unes estratègies sintètiques a partir de les quals els lligands han estat funcionalitzats amb diferents grups de tipus éster, aminoàcid i peptídic: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], essent Metala= éster metílic de L-alanina, phe= L-fenilalanina, Mettrp= éster metílic del L-triptofà. Aquests lligands diaminoquelatants s'han utilitzat per sintetitzar els corresponents complexos de Pt(II): PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2). A través de diferents tècniques i assaigs biològics (dicroisme circular, electroforesi en gel d'agarosa, microscopia de forces atòmiques, citometria de flux, assaigs de proliferació cel·lular) s'ha pogut demostrar l'activitat antitumoral d'aquests compostos. A través de la tècnica de dicroisme circular (DC) s'ha pogut demostrar que els lligands lliures no interaccionen covalentment amb el DNA de Calf Thymus i no modifiquen l'estructura secundària de la doble hèlix. En canvi, els respectius complexos han demostrat tenir capacitat per interaccionar amb el DNA i modificar la seva estructura secundària. Els complexos PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) i PtCl2(dab-phe) mostren un comportament similar al cisplatí, generant adductes cis-bifuncionals que distorcionen la doble hèlix de forma no desnaturalitzant amb obertura de la doble cadena. Els complexos PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) quan interaccionen amb el DNA generen un canvi en la conformació del DNA de la forma B a la forma C, produint-se un augment de la curvatura de l'hèlix per rotació de les bases nitrogenades. En aquests estudis s'ha comprovat que l'estructura del complex influeix en l'efecte generat sobre l'estructura secundària de l'àcid nucleic. En primer lloc, existeix una diferència en el comportament en funció del tamany del lligand diaminoquelatant, de manera que els complexos amb el lligand (dab) provoquen un efecte més remarcable. També s'observa aquest canvi de comportament al passar dels complexos que tenen el grup funcional esterificat als que el tenen protonat. D'aquesta manera, s'observa un major efecte sobre l'estructura secundària del DNA en aquells complexos que tenen el lligand diaminoquelatant de tres metilens (dab) i amb el grup carboxilat terminal protonat. Per tal de modelitzar la interacció d'aquests complexos amb el DNA, s'ha estudiat la interacció d'aquests compostos de Pt(II) amb 5'-GMP a través de RMN-1H, observant la variació dels senyals corresponents al H8 de 5'-GMP. Així s'ha pogut demostrar que aquests compostos interaccionen amb la 5'-GMP a través d'un enllaç covalent Pt-N7, de la mateixa manera a com interacciona el cisplatí. A través d'electroforesi en gel d'agarosa i microscopia de forces atòmiques (AFM) s'ha pogut determinar l'efecte que generen els lligands lliures i els respectius complexos de Pt(II) sobre l'estructura terciària del plasmidi pBR322. Els lligands provoquen un augment de l'agregació de les molècules de DNA i un lleuger augment de la compactació de l'estructura terciària. Aquests resultats s'atribueixen a la capacitat d'aquests compostos a interaccionar per pont d'hidrogen amb el DNA. Els corresponents complexos de Pt(II) provoquen un augment de l'agregació i una important compactació, degut per una banda a la capacitat de l'àtom de Pt a interaccionar covalentment amb el DNA, i per altra banda, a la capacitat del lligand a interaccionar per pont d'hidrogen amb l'àcid nucleic. Finalment s'ha estudiat l'activitat citotòxica d'aquests complexos de Pt(II) en diferents línies cel·lulars: A431 (línia de carcinoma epidermoide), HeLa (línia de carcinoma de coll d'úter) i HL-60 (línia promielocítica de leucèmia). Els complexos moderadament solubles en aigua, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), han demostrat ser actius. L'activitat depèn de la concentració de complex, del temps d'incubació i de la línia cel·lular. Per temps d'incubació alts i concentracions de complex elevades s'observa la màxima activitat. Els complexos de l'alanina, PtCl2(dap-ala) i PtCl2(dab-ala), són els que mostren més activitat, mentre que els compostos de la fenilalanina són els menys actius, degut probablement a la voluminositat del lligand, la qual pot impedir o dificultar el transport del compost a través de la membrana cel·lular. L'activitat citotòxica dels complexos insolubles en aigua, PtCl2(Etdap) i PtCl2(Etdab), queda bloquejada per l'elevada concentració de DMSO (12%) necessària per solubilitzar els compostos. Aquests resultats permeten deduir que la presència d'un 12% de DMSO anul·la l'activitat d'aquests complexos, ja que el DMSO pot coordinar-se amb el Pt ocupant les posicions làbils del complex i evitant que es pugui coordinar amb el DNA. Els assaigs de proliferació cel·lular del complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) i del pèptid lliure ASTTTNYT-NH2 han demostrat que ambdós compostos són actius. Tot i això, l'activitat del complex és superior a la del pèptid lliure, ja que el Pt pot interaccionar covalentment amb el DNA i augmentar l'efecte citotòxic. Per tant, el complex presenta un lligand portador biològicament actiu que pot transportar el metall a través de la membrana cel·lular i facilitar així la seva interacció amb el DNA. A través de la tècnica de citometria de flux s'ha comprovat que en tots els casos la mort cel·lular produïda pels complexos ha estat per apoptosi. Per últim, s'ha sintetitzat i caracteritzat un complex trinuclear de Pt(II), {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2}, essent Me2Bpy= 4,4'-dimetil-2,2'-dipiridil. La resolució de la seva estructura per difracció de Raig-X ha permès determinar l'existència d'una interacció intramolecular Pt-Pt de 3.474 Å.

Possible role for K+ in endothelium-derived hyperpolarizing factor–linked dilatation in rat middle cerebral artery

Background and Purpose— Endothelium-derived hyperpolarizing factor (EDHF) and K+ are vasodilators in the cerebral circulation. Recently, K+ has been suggested to contribute to EDHF-mediated responses in peripheral vessels. The EDHF response to the protease-activated receptor 2 ligand SLIGRL was characterized in cerebral arteries and used to assess whether K+ contributes as an EDHF. Methods— Rat middle cerebral arteries were mounted in either a wire or pressure myograph. Concentration-response curves to SLIGRL and K+ were constructed in the presence and absence of a variety of blocking agents. In some experiments, changes in tension and smooth muscle cell membrane potential were recorded simultaneously. Results— SLIGRL (0.02 to 20 μmol/L) stimulated concentration and endothelium-dependent relaxation. In the presence of NG-nitro-L-arginine methyl ester, relaxation to SLIGRL was associated with hyperpolarization and sensitivity to a specific inhibitor of IKCa, 1-[(2-chlorophenyl)diphenylmethyl]-1H-pyrazole (1μmol/L), reflecting activation of EDHF. Combined inhibition of KIR with Ba2+ (30μmol/L) and Na+/K+-ATPase with ouabain (1 μmol/L) markedly attenuated the relaxation to EDHF. Raising extracellular [K+] to 15 mmol/L also stimulated smooth muscle relaxation and hyperpolarization, which was also attenuated by combined application of Ba2+ and ouabain. Conclusions— SLIGRL evokes EDHF-mediated relaxation in the rat middle cerebral artery, underpinned by hyperpolarization of the smooth muscle. The profile of blockade of EDHF-mediated hyperpolarization and relaxation supports a pivotal role for IKCa channels. Furthermore, similar inhibition of responses to EDHF and exogenous K+ with Ba2+ and ouabain suggests that K+ may contribute as an EDHF in the middle cerebral artery.

Effects of targeted delivery of propionate to the human colon on appetite regulation, body weight maintenance and adiposity in overweight adults

Objective The colonic microbiota ferment dietary fibres, producing short chain fatty acids. Recent evidence suggests that the short chain fatty acid propionate may play an important role in appetite regulation. We hypothesised that colonic delivery of propionate would increase peptide YY (PYY) and glucagon like peptide-1 (GLP-1) secretion in humans, and reduce energy intake and weight gain in overweight adults. Design To investigate whether propionate promotes PYY and GLP-1 secretion, a primary cultured human colonic cell model was developed. To deliver propionate specifically to the colon, we developed a novel inulin-propionate ester. An acute randomised, controlled cross-over study was used to assess the effects of this inulin-propionate ester on energy intake and plasma PYY and GLP-1 concentrations. The long-term effects of inulin-propionate ester on weight gain were subsequently assessed in a randomised, controlled 24-week study involving 60 overweight adults. Results Propionate significantly stimulated the release of PYY and GLP-1 from human colonic cells. Acute ingestion of 10 g inulin-propionate ester significantly increased postprandial plasma PYY and GLP-1 and reduced energy intake. Over 24 weeks, 10 g/day inulin-propionate ester supplementation significantly reduced weight gain, intra-abdominal adipose tissue distribution, intrahepatocellular lipid content and prevented the deterioration in insulin sensitivity observed in the inulin-control group. Conclusions These data demonstrate for the first time that increasing colonic propionate prevents weight gain in overweight adult humans

L-NAME-treatment alters ectonucleotidase activities in kidney membranes of rats

Aims: To investigate the effect of N omega-Nitro-L-arginine methyl ester CL-NAME) treatment, known to induce a sustained elevation of blood pressure, on ectonucleotidase activities in kidney membranes of rats. Main methods: L-NAME (30 mg/kg/day) was administered to Wistar rats for 14 days in the drinking water. Enzyme activities were determined colorimetrically and their gene expression patterns were analyzed by semi-quantitative RT-PCR. The metabolism of ATP and the accumulation of adenosine were evaluated by HPLC in kidney membranes from control and hypertensive rats. PKC phosphorylation state was investigated by Western blot. Key findings: We observed an increase in systolic blood pressure from 115 +/- 12 mmHg (control group) to 152 18 mmHg (L-NAME-treated group). Furthermore, the hydrolysis of ATP, ADP, AMP, and p-Nph-5`TMP was also increased (17%, 35%, 27%, 20%, respectively) as was the gene expression of NTPDase2, NTPDase3 and NPP3 in kidneys of hypertensive animals. Phospho-PKC was increased in hypertensive rats. Significance: The general increase in ATP hydrolysis and in ecto-5`-nucleotidase activity suggests a rise in renal adenosine levels and in renal autoregulatory responses in order to protect the kidney against the threat presented by hypertension. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Ectonucleotidase activities are altered in serum and platelets of L-NAME-treated rats

It is well known that hypertension is closely associated to the development of vascular diseases and that the inhibition of nitric oxide biosynthesis by administration of N omega-Nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride (L-NAME) leads to arterial hypertension. In the vascular system, extracellular purines mediate several effects: thus, ADP is the most important platelet agonist and recruiting agent, while adenosine, all end product Of nucleotide metabolism, is a vasodilator and inhibitor of platelet activation and recruitment. Members of several families of enzymes, known as ectonucleotidases, including E-NTPDases (ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase), E-NPP (ecto-nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase) and 5`-nucleotidase are able to hydrolyze extracellular nucleotides until their respective nucleosides. We investigated the ectonuclectidase activities of serum and platelets from rats made hypertensive by oral administration of L-NAME (30 mg/kg/day for 14 days or 30 mg/kg/day for 14 days Plus 7 days of L-NAME washout, in the drinking water) in comparison to normotensive control rats. L-NAME promoted a significant rise in systolic blood pressure from 112 +/- 9.8 to 158 +/- 23 mmHg. The left ventricle weight index (LVWI) was increased in rats treated with L-NAME for 14 days when compared to control animals. In Serum samples, ATP, ADP and AMP hydrolysis were reduced by about 27%, 36% and 27%, respectively. In platelets, the decrease in ATP, ADP and AMP hydrolysis Was approximately 27%, 24% and 32%, respectively. All parameters recovered after 7 days of L-NAME washout. HPLC demonstrated a reduction in ADP, AMP and hypoxanthine levels by about 64%, 69% and 87%, respectively. In this study, we showed that ectonucleotidase activities are decreased in serum and platelets from L-NAME-treated rats, which should represent an additional risk for the development of hypertension. The modulation of ectonucleotidase activities may represent an approach to antihypertensive therapy via inhibition of spontaneous platelet activation and recruitment, as well as thrombus formation. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Obesity induced by neonatal treatment with monosodium glutamate impairs microvascular reactivity in adult rats: Role of NO and prostanoids

Background and aim: given that obesity is an independent risk factor for the development of cardiovascular diseases we decided to investigate the mechanisms involved in microvascular dysfunction using a monosodium glutamate (MSG)-induced model of obesity, which allows us to work on both normotensive and normoglycemic conditions. Methods and results: Male offspring of Wistar rats received MSG from the second to the sixth day after birth. Sixteen-week-old MSG rats displayed higher Lee index, fat accumulation, dyslipidemia and insulin resistance, with no alteration in glycemia and blood pressure. The effect of norepinephrine (NE), which was increased in MSG rats, was potentiated by L-nitro arginine methyl ester (L-NAME) or tetraethylammonium (TEA) and was reversed by indomethacin and NS-398. Sensitivity to acetylcholine (ACh), which was reduced in MSG rats, was further impaired by L-NAME or TEA, and was corrected by indomethacin, NS-398 and tetrahydrobiopterin (BH4). MSG rats displayed increased endothelium-independent relaxation to sodium nitroprusside. A reduced prostacyclin/tromboxane ratio was found in the mesenteric beds of MSG rats. Mesenteric arterioles of MSG rats also displayed reduced nitric oxide (NO) production along with increased reactive oxygen species (ROS) generation; these were corrected by BH4 and either L-NAME or superoxide dismutase, respectively. The protein expression of eNOS and cyclooxygenase (COX)-2 was increased in mesenteric arterioles from MSG rats. Conclusion: Obesity/insulin resistance has a detrimental impact on vascular function. Reduced NO bioavailability and increased ROS generation from uncoupled eNOS and imbalanced release of COX products from COX-2 play a critical role in the development of these vascular alterations (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Upregulation of gp91(phox) Subunit of NAD(P)H Oxidase Contributes to Erectile Dysfunction Caused by Long-term Nitric Oxide Inhibition in Rats: Reversion by Regular Physical Training

OBJECTIVES To test the hypothesis that glyco protein 91phox (gp91(phox)) subunit of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate [NAD(P) H] oxidase is a fundamental target for physical activity to ameliorate erectile dysfunction (ED). Vascular risk factors are reported to contribute to ED. Regular physical exercise prevents cardiovascular diseases by increasing nitric oxide (NO) production and/or decreasing NO inactivation. METHODS Male Wistar rats received the NO synthesis inhibitor N(omega)-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) for 4 weeks, after which animals were submitted to a run training program for another 4 weeks. Erectile functions were evaluated by in vitro cavernosal relaxations and intracavernous pressure measurements. Expressions of gp91(phox) subunit and neuronal nitric oxidase synthase in erectile tissue, as well as superoxide dismutase activity and nitrite/nitrate (NO(x)) levels were determined. RESULTS The in vitro acetylcholine-and electrical field stimulation-induced cavernosal relaxations, as well as the increases in intracavernous pressure were markedly reduced in sedentary rats treated with L-NAME. Run training significantly restored the impaired cavernosal relaxations. No alterations in the neuronal nitric oxidase synthase protein expression (and its variant penile neuronal nitric oxidase synthase) were detected. A reduction of NO(x) levels and superoxide dismutase activity was observed in L-NAME-treated animals, which was significantly reversed by physical training. Gene expression of subunit gp91(phox) was enhanced by approximately 2-fold in erectile tissue of L-NAME-treated rats, and that was restored to basal levels by run training. CONCLUSIONS Our study shows that ED seen after long-term L-NAME treatment is associated with gp91(phox) subunit upregulation and decreased NO bioavailability. Exercise training reverses the increased oxidative stress in NO-deficient rats, ameliorating the ED. UROLOGY 75: 961-967, 2010. (C) 2009 Elsevier Inc.

NITRIC OXIDE MEDIATES LUNG VASCULAR PERMEABILITY AND LYMPH-BORNE IL-6 AFTER AN INTESTINAL ISCHEMIC INSULT

Acute lung injury following intestinal I/R depends on neutrophil-endothelial cell interactions and on cytokines drained from the gut through the lymph. Among the mediators generated during I/R, increased serum levels of IL-6 and NO are also found and might be involved in acute lung injury. Once intestinal ischemia itself may be a factor of tissue injury, in this study, we investigated the presence of IL-6 in lymph after intestinal ischemia and its effects on human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) detachment. The involvement of NO on the increase of lung and intestinal microvascular permeability and the lymph effects on HUVEC detachment were also studied. Upon anesthesia, male Wistar rats were subjected to occlusion of the superior mesenteric artery during 45 min, followed by 2-h intestinal reperfusion. Rats were treated with the nonselective NO synthase (NOS) inhibitor L-NAME (N(omega)-nitro-L-arginine methyl ester) or with the selective inhibitor of iNOS aminoguanidine 1 h before superior mesenteric artery occlusion. Whereas treatment with L-NAME during ischemia increased both IL-6 levels in lymph and lung microvascular permeability, aminoguanidine restored the augmented intestinal plasma extravasation due to ischemia and did not induce IL-6 in lymph. On the other hand, IL-6 and lymph of intestinal I/R detached the HUVECs, whereas lymph of ischemic rats upon L-NAME treatment when incubated with anti-IL-6 prevented HUVEC detachment. It is shown that the intestinal ischemia itself is sufficient to increase intestinal microvascular permeability with involvement of iNOS activation. Intestinal ischemia and absence of constitutive NOS activity leading to additional intestinal stress both cause release of IL-6 and increase of lung microvascular permeability. Because anti-IL-6 prevented the endothelial cell injury caused by lymph at the ischemia period, the lymph-borne IL-6 might be involved with endothelial cell activation. At the reperfusion period, this cytokine does not seem to be modulated by NO.

Increased vascular O-GlcNAcylation augments reactivity to constrictor stimuli - Vasoactive Peptide Symposium

O-linked N-acetylglucosaminylation (O-GlcNAcylation) plays a role in many aspects of protein function. Whereas elevated O-GlcNAc levels contribute to diabetes-related end-organ damage, O-GlcNAcylation is also physiologically important. Because proteins that play a role in vascular tone regulation can be O-GlcNAcylated, we hypothesized that O-GlcNAcylation increases vascular reactivity to constrictor stimuli, Aortas front male Sprague-Dawley rats and C57BL/6 mice were incubated for 24 hours with vehicle or PugNAc (O-GlcNAcase inhibitor. 100 mu M). PugNAc incubation significantly increased O-GlcNAc proteins, as determined by Western blot. PugNAc also increased vascular contractions to phenylephrine and serotonin, an effect not observed in the presence of N(omega)-nitro-L-arginine methyl ester or in endothelium-denuded vessels. Acetylcholine-induced relaxation. but not that to sodium nitroprusside, was decreased by PugNAc treatment, an effect accompanied by decreased levels of phosphorylated endothelial nitric oxide synthase (eNOS)(Ser-1177) and Akt(Ser-473). Augmented O-GlcNAcylation increases vascular reactivity to constrictor stimuli, possibly due to its effects oil eNOS expression and activity, reinforcing the concept that O-GlcNAcylation modulates vascular reactivity and may play a role in pathological conditions associated with abnormal vascular function. J Am Soc Hypertens 2008:2(6): 410-417. (C) 2008 American Society of Hypertension. All rights reserved.