Investigations on Fucus vesiculosus and Fucus serratus at outer Kiel Fjord over one year (August 2012 - July 2013)

Macroalgae, especially perennial species, are exposed to a seasonally variable fouling pressure. It was hypothesized that macroalgae regulate their antifouling defense to fouling pressure. Over one year, the macrofouling pressure and the chemical anti-macrofouling defense strength of the brown algae Fucus vesiculosus and Fucus serratus were assessed with monthly evaluation. The anti-macrofouling defense was assessed by means of surface-extracted Fucus metabolites tested at near-natural concentrations in a novel in situ bioassay. Additionally, the mannitol content of both Fucus species was determined to assess resource availability for defense production. The surface chemistry of both Fucus species exhibited seasonal variability in attractiveness to Amphibalanus improvisus and Mytilus edulis. Of this variability, 50-60% is explained by a sinusoidal model. Only F. vesiculosus extracts originating from the spring and summer significantly deterred settlement of A. improvisus. The strength of macroalgal antifouling defense did not correlate either with in situ macrofouling pressure or with measured mannitol content, which, however, were never depleted.

Physical and ultrastructural basis of blue leaf iridescence in four Malaysian understory plants

Iridescent blue leaf coloration in four Malaysian rain forest understory plants, Diplazium tomentosum Bl. (Athyriaceae), Lindsaea lucida Bl. (Lindsaeaceae), Begonia pavonina Ridl. (Begoniaceae), and Phyllagathis rotundifolia Bl. (Melastomataceae) is caused by a physical effect, constructive interference of reflected blue light. The ultrastructural basis for this in D. tomentosum and L. lucida is multiple layers of cellulose microfibrils in the uppermost cell walls of the adaxial epidermis. The helicoidal arrangement of these fibrils is analogous to that which produces a similar color in arthropods. In B. pavonina and P. rotundifolia the blue-green coloration is caused by parallel lamellae in specialized plastids adjacent to the abaxial wall of the adaxial epidermis. The selective advantage of this color production, if any, is unknown.

Irradiance and spectral quality affect Asian tropical rain forest tree seedling development

Iridescent blue leaf coloration in four Malaysian rain forest understory plants, Diplazium tomentosum Bl. (Athyriaceae), Lindsaea lucida Bi. (Lindsaeaceae), Begonia pavonina Ridl. (Begoniaceae), and Phyllagathis rotundifolia Bl. (Melastoma- taceae) is caused by a physical effect, constructive interference of reflected blue light. The ultrastructural basis for this in D. tomentosum and L. lucida is multiple layers of cellulose microfibrils in the uppermost cell walls of the adaxial epidermis. The helicoidal arrangement of these fibrils is analogous to that which produces a similar color in arthropods. In B. pavonina and P. rotundifolia the blue-green coloration is caused by parallel lamellae in specialized plastids adjacent to the abaxial wall of the adaxial epidermis. The selective advantage of this color production, if any, is unknown.

Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.