211 resultados para anoxia


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Hydrographic characteristics of the southwest coast of India and its adjoining Cochin backwaters (CBW) were studied during the summer monsoon period. Anomalous formation of anoxia and denitrification were observed in the bottom layers of CBW, which 5 have not been previously reported elsewhere in any tropical estuarine systems. The prevalent upwelling in the Arabian Sea (AS) brought cool, high saline, oxygen deficient and nutrient-rich waters towards the coastal zone and bottom layers of CBW during the high tide. High freshwater discharge in the surface layers brought high amount of nutrients and makes the CBW system highly productive. Intrusion of AS waters seems 10 to be stronger towards the upstream end ( 15 km), than had been previously reported, as a consequence of the lowering of river discharges and deepening of channels in the estuary. Time series measurements in the lower reaches of CBW indicated a low mixing zone with increased stratification, 3 h after the high tide (highest high tide) and high variation in vertical mixing during the spring and neap phases. The upwelled waters 15 (O2 40 μM) intruded into the estuary was found to lose more oxygen during the neap phase (suboxic O2 4 μM) than spring phase (hypoxic O2 10 μM). Increased stratification coupled with low ventilation and presence of high organic matter have resulted in an anoxic condition (O2 = 0), 2–6 km away from barmouth of the estuary and leads to the formation of hydrogen sulphide. The reduction of nitrate and formation of nitrite 20 within the oxygen deficient waters indicated strong denitrification intensity in the estuary. The expansion of oxygen deficient zone, denitrification and formation of hydrogen sulphide may lead to a destruction of biodiversity and an increase of green house gas emissions from this region

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Mediterranean species are popular landscape plants in the UK and well suited to the predicted climate change scenarios of hotter, drier summers. What is less clear is how these species will respond to the more unpredictable rainfall patterns also anticipated, where soil water-logging may become more prevalent, especially in urban environments where soil sealing can restrict drainage. Pot experiments on flooding of four Mediterranean species (Cistus × hybridus, Lavandula angustifolia ‘Munstead’, Salvia officinalis and Stachys byzantina) showed that the effects of waterlogging were only severe when the temperature was high and flooding prolonged. All plants survived the flooding in winter, but during the summer a 17-day flood resulted in the death of 30-40% of the Salvia officinalis and Cistus × hybridus. To examine the response of roots to oxygen deprivation over a range of conditions from total absence of oxygen (anoxia), low oxygen (hypoxia) and full aeration, rooted cuttings of Salvia officinalis were grown in a hydroponic-based system and mixtures of oxygen and nitrogen gases bubbled through the media. Anoxia was found to reduce root development dramatically. When the plants were subjected to a period of hypoxia they responded by increasing the production of lateral roots close to the surface thus enabling them to acclimate to subsequent anoxia. This greatly increased their chances of survival.

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The response of shallow-water sequences to oceanic anoxic event 2 and mid-Cenomanian events 1a and 1b was investigated along the west African margin of Morocco north of Agadir (Azazoul) and correlated with the deep-water sequence of the Tarfaya Basin (Mohammed Beach) based on biostratigraphy, mineralogy, phosphorus and stable isotopes. In the deeper Mohammed Beach section results show double peaks in δ13Corg for mid-Cenomanian events 1a and 1b (Rotalipora reicheli biozone, lower CC10a biozone), the characteristic oceanic anoxic event 2 δ13C excursion (Rotalipora cushmani extinction, top of CC10a biozone) and laminated (anoxic) black shale. In the shallow environment north of Agadir, a fluctuating sea-level associated with dysoxic, brackish and mesotrophic conditions prevailed during the middle to late Cenomanian, as indicated by oyster biostromes, nannofossils, planktonic and benthonic foraminiferal assemblages. Anoxic conditions characteristic of oceanic anoxic event 2 (for example, laminated black shales) did not reach into shallow-water environments until the maximum transgression of the early Turonian. Climate conditions decoupled along the western margin of Morocco between mid-Cenomanian event 1b and the Cenomanian–Turonian boundary, as also observed in eastern Tethys. North of Agadir alternating humid and dry seasonal conditions prevailed, whereas in the Tarfaya Basin the climate was dry and seasonal. This climatic decoupling can be attributed to variations in the Intertropical Convergence Zone and in the intensity of the north-east trade winds in tropical areas.

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Neonatal anoxia is a worldwide clinical problem that has serious and lasting consequences. The diversity of models does not allow complete reproducibility, so a standardized model is needed. In this study, we developed a rat model of neonatal anoxia that utilizes a semi-hermetic system suitable for oxygen deprivation. The validity of this model was confirmed using pulse oximetry, arterial gasometry, observation of skin color and behavior and analysis of Fos immunoreactivity in brain regions that function in respiratory control. For these experiments, 87 male albino neonate rats (Rattus norvegicus, lineage Wistar) aged approximate 30 postnatal hours were divided into anoxia and control groups. The pups were kept in an euthanasia polycarbonate chamber at 36 +/- 1 degrees C, with continuous 100% nitrogen gas flow at 3 L/min and 101.7 kPa for 25 min. The peripheral arterial oxygen saturation of the anoxia group decreased 75% from its initial value. Decreased pH and partial pressure of oxygen and increased partial pressure of carbon dioxide were observed in this group, indicating metabolic acidosis, hypoxia and hypercapnia. respectively. Analysis of neuronal activation showed Fos immunoreactivity in the solitary tract nucleus, the lateral reticular nucleus and the area postrema, confirming that those conditions activated areas related to respiratory control in the nervous system. Therefore, the proposed model of neonatal anoxia allows standardization and precise control of the anoxic condition, which should be of great value in indentifying both the mechanisms underlying neonatal anoxia and novel therapeutic strategies to combat or prevent this widespread public health problem. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

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No seu hábitat, muitos organismos, entre eles os caracóis, estão expostos a um grande número de variáveis ambientais como temperatura, umidade, fotoperiodicidade e disponibilidade de alimento. O caracol Megalobulimus oblongus é um gastrópode terrestre que, durante épocas de estiagem, costuma permanecer enterrado no solo. Com esse comportamento o animal evita a perda de água durante o período de seca, embora nessa condição (enterrado no solo) o animal tenha que enfrentar uma situação de disponibilidade de oxigênio reduzida (hipóxia). O metabolismo dos gastrópodes terrestres está baseado na utilização de carboidratos e as reservas desse polissacarídeo são depletadas durante situações de hipóxia/anoxia. Estudos sobre o metabolismo de moluscos frente a essas condições ambientais adversas, como a própria anoxia, têm sido realizados apenas em tecidos de reserva. Trabalhos relacionando o metabolismo do sistema nervoso durante essa situação são escassos. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o metabolismo de carboidratos do sistema nervoso central do caracol Megalobulimus oblongus submetido a diferentes períodos de anoxia e recuperação aeróbia pós-anoxia. Para isso, após o período experimental foram dosadas a concentração de glicogênio e a concentração de glicose livre nos gânglios do sistema nervoso central do animal, além da concentração de glicose hemolinfática. Juntamente com essa abordagem bioquímica, foi realizado um estudo histoquímico semiquantitativo com o objetivo de verificar a atividade da forma ativa da enzima glicogênio fosforilase (GFa) nos gânglios cerebrais dos caracóis submetidos aos períodos de anoxia e recuperação. Foi verificado um aumento da concentração de glicose hemolinfática após o período inicial de 1,5h de anoxia, que se manteve elevado ao longo de todo o período anóxico. A concentração de glicogênio estava significativamente reduzida às 12h de anoxia e a concentração de glicose livre permaneceu constante ao longo de todo o período anóxico, enquanto foi observada uma redução progressiva da GFa. Não foram verificadas mudanças significativas nesses metabólitos nos animais do grupo simulação (“sham”) quando comparados ao grupo controle basal. Durante o período de recuperação aeróbia após 3h de anoxia, os valores de glicose hemolinfática foram reduzidos, retornando aos valores basais após 3h de recuperação aeróbia. A atividade GFa, reduzida durante a anoxia, também retornou aos valores do grupo controle durante a fase de recuperação. A concentração de glicose livre teve uma queda significativa no tempo de 1,5h de recuperação e existiu uma tendência à redução do glicogênio do tecido nervoso às 3h de recuperação aeróbia. A enzima GFa retornou a sua atividade basal durante o período de recuperação. Os resultados sugerem que, em função da elevada concentração de glicose hemolinfática, outros tecidos possam estar fornecendo a glicose necessária para a manutenção do tecido nervoso de Megalobulimus oblongus durante a anoxia, enquanto a redução do glicogênio do tecido nervoso verificada às 12h de anoxia deva estar relacionada ao aumento de atividade do animal durante a escotofase (o grupo 12h de anoxia foi dissecado à noite) somado ao próprio efeito da anoxia. A redução da GFa ao longo do período anóxico pode indicar uma depressão metabólica no tecido nervoso. Durante o início da fase de recuperação aeróbia pós-anoxia, a queda da concentração de glicose livre e a tendência à redução na concentração de glicogênio podem estar relacionadas ao fornecimento da energia necessária para o restabelecimento dos estoques energéticos utilizados durante às 3h iniciais de anoxia, já que a glicose hemolinfática retornou à concentração basal. Como não foi verificada qualquer redução significativa durante às 3h iniciais de anoxia nas concentrações de glicose livre e de x glicogênio nos gânglios nervosos centrais de Megalobulimus oblongus, discute-se a possibilidade de que o tecido nervoso do caracol tenha utilizado reservas de fosfogênios e ATP para satisfazer suas demandas energéticas durante as 3h iniciais de ausência de oxigênio.

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O caranguejo Chasmagnathus granulata (Crustacea, Decapoda, Grapsidae) apesar de ter evoluído de formas marinhas é uma espécie tipicamente estuarina, sendo dificilmente encontrada no mar. Em seu hábitat, o caranguejo permanece longos períodos fora da água, sendo considerado um animal tipicamente semiterrestre. As respostas fisiológicas às variações das concentrações de O2 incluem alterações significativas na ventilação, na circulação, no metabolismo e nas propriedades de afinidade da hemocianina pelo O2. Estudos anteriores comprovaram que em alguns tecidos específicos da carpa Carassius carassius ocorre redução significativa da síntese protéica mas no cérebro não ocorre a mesma resposta metabólica, sugerindo ser esta uma das estratégias de conservação de energia. Os resultados obtidos no presente estudo mostram que, após uma hora de anoxia, a glicose hemolinfática aumentou 3 e 4 vezes em animais alimentados com dieta rica em carboidratos (RC) e rica em proteínas (RP), respectivamente. Após três horas de recuperação, os níveis glicêmicos retornaram aos valores semelhantes aos do grupo controle em ambos os tratamentos alimentares. Após uma hora de anoxia, a concentração de glicose livre nas brânquias anteriores (BA) reduziu significativamente em animais alimentados com dieta RC (70%) e RP (60%). Nas brânquias posteriores (BP) de animais alimentados com dieta RC e dieta RP, a anoxia reduziu 64% e 54% (p<0,05), respectivamente. Estes valores mantiveram-se reduzidos durante o período de recuperação, tanto nas BA como nas BP. Em animais alimentados com dieta RP, as concentrações de glicogênio reduziram somente após três horas de recuperação, tanto em BA como em BP, entretanto,somente nas BA de animais alimentados com dieta RP houve um aumento de 118% (p<0,05) dos níveis de ATP na anoxia e 116% na recuperação aeróbica No hepatopâncreas, a síntese proteica reduziu 78% e 65% (p<0,05) na anoxia e recuperação em animais alimentados com dieta RP, respectivamente. Já nos animais alimentados com dieta RC, a síntese protéica no hepatopâncreas aumentou em 42%, na recuperação. No músculo de animais que receberam este tratamento alimentar, ocorreu um aumento de 213% (p<0,05) na síntese protéica durante o período de anoxia e uma redução de 12% durante o período de recuperação aeróbica. Em caramguejos alimentados com dieta RP, a síntese protéica reduziu na anoxia 57% nas BA e 36% nas BP. Na dieta RC houve um aumento de 13% da síntese protéica nas brânquias anteriores e 8% nas brânquias posteriores durante a recuperação. Portanto, a capacidade de síntese protéica no caranguejo C. granulata, está relacionada com a característica funcional e a capacidade metabólica do tecidos submetidos à anoxia e à recuperação aeróbica. Os resultados do presente estudo demonstram que durante a anoxia e a recuperação aeróbica no caranguejo C. granulata ocorrem ajustes metabólicos diferenciados. Estes ajustes também dependem dos tecidos analisados e das dietas administradas.

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Neste estudo, foram analisados os efeitos da anoxia ambiental (8 h) e de diferentes períodos de reoxigenação (20 e 40 min.) sobre o balanço oxidativo nas brânquias do caranguejo Chasmagnathus granulata. A exposição à anoxia causou no tecido branquial um aumento na atividade das enzimas CAT e GST, e uma diminuição na atividade da SOD. As enzimas estudadas tendem a retornar aos níveis de controle durante a recuperação. A atividade destas enzimas parecem responder diretamente às variações na concentração do oxigênio ambiental. As BP apresentaram uma maior atividade das enzimas antioxidantes do que as BA. Nos tecidos analisados, as defesas antioxidantes não-enzimáticas (TRAP) não apresentaram nenhuma alteração a exposição a anoxia. Contudo, durante a recuperação observou-se um aumento no TRAP em ambos os tecidos. A exposição a anoxia não causou nenhuma alteração na lipoperoxidação (DC e TBA-RS), nos tecidos analisados. Entretanto, durante a recuperação observou-se uma diminuição nos níveis de DC, seguido de um aumento nos níveis de TBA-RS. Os resultados deste estudo, demonstram que o C. granulata ,assim como, outras espécies intertidais apresenta adaptações em seus sistemas de defesa antioxidantes, que o capacitam a ocupar e a manter-se em ambientes com extremas variações das características físico-químicas, como os estuários.

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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Four crude oil samples from the Sergipe-Alagoas Basin, northeastern Brazil, were analyzed using full scan gas chromatography-quadrupole mass spectrometry (GC-qMS) for biomarkers, in order to correlate them using aromatic carotenoids thereby enhancing knowledge about the depositional environment of their source rocks. The geochemical parameters derived from saturated fractions of the oils show evidence of little or no biodegradation and similar thermal maturation (Ts/(Ts+Tm) for terpanes, C29 αββ/(αββ+ααα), C27, and C29 20S/(20S+20R) for steranes). Low pristane/phytane ratios and the abundance of gammacerane and β-carotane are indicative of an anoxic and saline depositional environment for the source rocks. Moreover, we identified a large range of diagenetic and catagenetic products of the aromatic carotenoid isorenieratene, including C40, C33, and C32 diaryl isoprenoids and aryl isoprenoid derivatives with short side chains and/or additional rings. These results indicate anoxia in the photic zone during the deposition of the source rocks. © 2013 The Authors.

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Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

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The Upper Devonian-Mississippian Bakken Formation in the Williston Basin is one of the most prolific onshore petroleum systems in the continental U.S., consisting of a middle carbonate-siliciclastic member sandwiched between two organic-rich units, the Lower and Upper Bakken shales. Dr. Egenhoff discusses the formation’s surprising departures from standard stratigraphy models and depositional models which contribute to its unique characteristics.

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Ethanolic fermentation is classically associated with flooding tolerance when plant cells switch from respiration to anaerobic fermentation. However, recent studies have suggested that fermentation also has important functions in the presence of oxygen, mainly in germinating pollen and during abiotic stress. Pyruvate decarboxylase (PDC), which catalyzes the first step in this pathway, is thought to be the main regulatory enzyme. Here, we characterize the PDC gene family in Arabidopsis. PDC is encoded by four closely related genes. By using real-time quantitative polymerase chain reaction, we determined the expression levels of each individual gene in different tissues, under normal growth conditions, and when the plants were subjected to anoxia or other environmental stress conditions. We show that PDC1 is the only gene induced under oxygen limitation among the PDC1 gene family and that a pdc1 null mutant is comprised in anoxia tolerance but not other environmental stresses. We also characterize the expression of the aldehyde dehydrogenase (ALDH) gene family. None of the three genes is induced by anoxia but ALDH2B7 reacts strongly to ABA application and dehydration, suggesting that ALDH may play a role in aerobic detoxification of acetaldehyde. We discuss the possible role of ethanolic fermentation as a robust back-up energy production pathway under adverse conditions when mitochondrial function is disturbed.

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Plant survival during flooding relies on ethanolic fermentation for energy production. The available literature indicates that the first enzyme of the ethanolic fermentation pathway, pyruvate decarboxylase (PDC), is expressed at very low levels and is likely to be rate-limiting during oxygen deprivation. The authors expressed high levels of bacterial PDC in tobacco to study the modulation of PDC activity in vivo, and assess its impact on the physiology of ethanolic fermentation and survival under oxygen stress. In contrast to leaves, wild-type normoxic roots contained considerable PDC activity, and overexpression of the bacterial PDC caused only a moderate increase in acetaldehyde and ethanol production under anoxia compared to wild-type roots. No significant lactate production could be measured at any time, making it unlikely that lactate-induced acidification (LDH/PDC pH-stat) triggers the onset of ethanol synthesis. Instead, the authors favour a model in which the flux through the pathway is regulated by substrate availability. The increased ethanolic flux in the transgenics compared to the wild-type did not enhance anoxia tolerance. On the contrary, rapid utilisation of carbohydrate reserves enhanced premature cell death in the transgenics while replenishment of carbohydrates improved survival under anoxia.

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Summary Potato cells (Solanum tuberosum L.), cultivated in original Murashige-Skoog (MS) medium for 5 days were subsequently transferred into {MS} media containing nitrate or ammonium as sole inorganic N source and incubated under anoxia for 24 h. With regard to lipid stability, these cells behaved differently. Although lipid hydrolysis occurred in both cases by the same mechanism, nitrate was able to postpone free fatty acid release for about 6 h compared with ammonium within the 24 h anoxia treatment. The increased membrane lipid stability of nitrate-treated cells under anoxia was correlated with a higher nitrate reduction capability and an improved energy status.

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In this paper we report on our study of the changes in biomass, lipid composition, and fermentation end products, as well as in the ATP level and synthesis rate in cultivated potato (Solanum tuberosum) cells submitted to anoxia stress. During the first phase of about 12 h, cells coped with the reduced energy supply brought about by fermentation and their membrane lipids remained intact. The second phase (12–24 h), during which the energy supply dropped down to 1% to 2% of its maximal theoretical normoxic value, was characterized by an extensive hydrolysis of membrane lipids to free fatty acids. This autolytic process was ascribed to the activation of a lipolytic acyl hydrolase. Cells were also treated under normoxia with inhibitors known to interfere with energy metabolism. Carbonyl-cyanide-4-trifluoromethoxyphenylhydrazone did not induce lipid hydrolysis, which was also the case when sodium azide or salicylhydroxamic acid were fed separately. However, the simultaneous use of sodium azide plus salicylhydroxamic acid or 2-deoxy-D-glucose plus iodoacetate with normoxic cells promoted a lipid hydrolysis pattern similar to that seen in anoxic cells. Therefore, a threshold exists in the rate of ATP synthesis (approximately 10 μmol g−1 fresh weight h−1), below which the integrity of the membranes in anoxic potato cells cannot be preserved.