Influence of magnesium on biochemical parameters of iron and oxidative stress in patients with type 2 diabetes

Introduction: Studies have shown that oxidative stress, found in patients with type 2 diabetes, may be due to changes in the metabolism of minerals, such as magnesium and iron. Data related to compartmentalization of these minerals in diabetes are scarce and controversial. Objective: This study assessed the influence of magnesium on biochemical parameters of iron and oxidative stress in patients with type 2 diabetes. Methods: A case-control study in male and female subjects aged 27-59 years, divided into two groups: type 2 diabetes (n=40) and control (n=48). Intake of magnesium and iron was assessed by three-day food record. Plasma, erythrocyte and urinary levels of magnesium, serum iron, ferritin, total iron binding capacity, fasting glucose, glycated hemoglobin, insulin, creatinine clearance and plasma thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were analyzed. Results and Discussion: Magnesium intake and plasma magnesium were lower in diabetic subjects. There was low urinary magnesium excretion, with no difference between groups. Although normal, the diabetic group had lower serum iron and ferritin concentrations compared to control subjects. Plasma TBARS in diabetic patients was higher than control while creatinine clearance was lower. An inverse correlation between erythrocyte magnesium and serum iron and ferritin was observed in the diabetes group. Conclusions: Diabetes induced hypomagnesemia and this, associated with chronic hyperglycemia, may have enhanced oxidative stress. Erythrocyte magnesium may have contributed to prevent iron overload and worsening of oxidative stress and hyperglycemic status.

Circulating leukocyte heat shock protein 70 (HSP70) and oxidative stress markers in rats after a bout of exhaustive exercise

A novel method to measure oxidative stress resulting from exhaustive exercise in rats is presented. In this new procedure we evaluated the erythrocyte antioxidant enzymes, catalase ( CAT) and glutathione reductase (GR), the plasma oxidative attack markers, reactive carbonyl derivatives (RCD) and thiobarbituric reactive substances (TBARS). Muscular tissue damage was evaluated by monitoring plasma creatine kinase (CK) and plasma taurine ( Tau) concentrations. Also, we monitored total sulphydryl groups (TSG) and uric acid (UA), and the level of the 70 kDa heat shock protein (HSP70) in leukocytes as a marker of oxidative stress. In the study we found a correspondence between erythrocyte CAT and GR activities and leukocyte HSP70 levels, principally 3 h after the acute exercise, and this suggested an integrated mechanism of antioxidant defense. The increase in levels of plasma Tau was coincident with the increasing plasma levels of CK and TBARS, principally after two hours of exercise. Thus tissue damage occurred before the expression of any anti-oxidant system markers and the monitoring of Tau, CK or TBARS may be important for the estimation of oxidative stress during exhaustive exercise. Furthermore, the integrated analyses could be of value in a clinical setting to quantify the extent of oxidative stress risk and reduce the need to perform muscle biopsies as a tool of clinical evaluation.

Dose-dependent protection of reseveratrol against spinal cord ischemic-reperfusion injury in rats

Purpose: To examine the protective effects of resveratrol (RESV) against spinal cord ischemic reperfusion (SCIR) injury. Methods: Forty-eight male rats were divided into six groups: sham-operated (control-I), SCIR-treated (SCIR-II), rats receiving 20 mg/kg of RESV with SCIR (RESV 20+SCIR-III), rats receiving 40 mg/kg of RESV with SCIR (RESV 40+SCIR-IV), rats receiving 60 mg/kg of RESV with SCIR (RESV 60+SCIR-V), and rats receiving 50 mg/kg of methylprednisolone (MP) with SCIR (MP + SCIR-VI), for 7 days prior to IR (pre-treatment) and 7 days after IR (post-treatment). Results: The levels of oxidative markers (TBARS, MPO) and inflammatory markers (IL-1β, IL-6, TNF-α, and NF-p65) were concomitantly suppressed in RESV-treated rats, which showed improved locomotor function. A pronounced increase in the activities of antioxidant enzymes (SOD, CAT and GSH) was noted in the RESV group compared with the MP and SCIR groups. RESV and MP supplementation increased neuronal count with decreased nuclear degeneration. RESV (40 mg) exhibited greater protective effect than 20 mg and 60 mg of RESV and 50 mg of MP. Conclusion: The results show the neurotherapeutic potential of RESV (40 mg) to attenuate oxidative stress and the inflammatory response to SCIR injury.

Effet de différents ratios d’acides linoléique/α-linolénique et de l’entérolactone sur les marqueurs du métabolisme des lipides, d’inflammation et de stress oxydatif dans un modèle in vitro de culture de tissus hépatiques bovins

Chez la vache laitière à haut rendement, la période de transition entourant la parturition est généralement accompagnée d’un déficit énergétique, d’un métabolisme des lipides perturbé et d’une augmentation de l’inflammation et du stress oxydatif. Afin d’améliorer la balance énergétique et de diminuer certains effets négatifs associés à la période de transition, il est fréquent que les producteurs administrent des diètes riches en lipides (ex. Mégalac®, riche en acide palmitique) aux vaches laitières à haut rendement. Par exemple, l’ajout de lipides saturés à la ration améliore la balance énergétique et diminue l’accumulation des triglycérides dans le foie. Cependant, plusieurs troubles métaboliques demeurent, tels que l’inflammation et le stress oxydatif, pouvant être observés entre autres au niveau du foie. Comme alternative aux lipides saturés, l’ajout d’acides gras polyinsaturés (AGPIs) pourrait contribuer à améliorer la balance énergétique tout en diminuant certains effets négatifs associés à la période de transition. Toutefois, les AGPIs sont sujets aux phénomènes de peroxydation ce qui pourrait augmenter le stress oxydatif chez l’animal. Pour limiter ces dommages oxydatifs, l’utilisation de la graine de lin entière, riche en acides gras oméga-3 (n-3) et en lignans (antioxydants), en supplément alimentaire apparaît comme une avenue prometteuse. Des travaux antérieurs rapportent qu’une supplémentation en différents dérivés de la graine de lin (ex. AGPIs, lignans) module l’expression de certains gènes impliqués dans la réponse au stress oxydatif et le métabolisme des lipides dans la glande mammaire de la vache laitière. Cependant, il n’existe aucune étude rapportant l’effet de divers composés de la graine de lin sur le métabolisme lipidique et certains marqueurs de stress oxydatif dans le foie de la vache laitière. Ce projet de recherche a été réalisé afin de déterminer les effets de différents ratios d’acides linoléique (LA)/acide alpha-linolénique (ALA) (n-6/n-3, AGPI) en présence ou non d’entérolactone (ENL, lignan mammalien) sur (1) l’expression hépatique de gènes liés au métabolisme des lipides, au processus inflammatoire et au stress oxydatif, (2) les dommages aux lipides et aux protéines et (3) l’activité de l’enzyme superoxyde dismutase (SOD) dans le foie de la vache laitière en début de lactation. Un modèle in vitro de culture de tissu hépatique en tranches minces a été utilisé puisqu’il permet de préserver les interactions cellules-matrice et entre les cellules. Les gènes sélectionnés ont été choisis en se référant à diverses études antérieures et incluent certains gènes différentiellement exprimés dans le foie et la glande mammaire de la vache laitière en période de transition. Des régulateurs de la transcription (ex. MLXIPL et SREBF1), de même que leurs gènes cibles ont été priorisés. Les tissus issus de biopsies hépatiques de vaches Holstein en début de lactation ont été mis en culture et soumis à huit traitements composés de différents ratios d’AGPIs n-6/n-3, d’ENL et d’une combinaison des deux. Suite à ces traitements, les niveaux d’ARNm des gènes sélectionnés ont été mesurés par PCR quantitatif (RT-qPCR). Les dommages aux lipides ont été mesurés par l’essai des « thiobarbituric acid reactive substances » (TBARS) et les dommages aux protéines par une analyse des protéines carbonyles. Finalement, un essai enzymatique a été effectué pour mesurer l’activité de la SOD, une enzyme jouant un rôle dans le système de défense contre les radicaux libres. Les résultats de cette étude démontrent que l’ajout d’AGPIs (LA et ALA) dans le milieu de culture augmente l’expression de certains gènes liés au stress oxydatif (NQO1, PRDX3, PTGS2 et SOD1) et diminue l’expression de plusieurs gènes liés à l’activité lipogénique (ACACA, FASN, SCD et SREBF1). L’addition d’ENL dans le milieu de culture augmente l’abondance de l’ARNm des gènes cibles de MLXIPL, soit FASN et SCD, deux gènes impliqués dans l’activité lipogénique. Cette régulation à la hausse suggère qu’une supplémentation en tourteau ou en farine de lin (riche an lignans) en début de lactation pourrait avoir des effets non désirés et augmenter le risque de stéatose hépatique. Les analyses de peroxydation des lipides ont révélés une augmentation des dommages aux lipides en présence des AGPIs et un retour aux valeurs du traitement contrôle lorsque l’ENL est ajouté aux AGPIs. Une augmentation similaire est observée pour l’activité de la SOD avec l’ajout des AGPIs au milieu de culture, ainsi qu’un retour aux valeurs contrôle lorsque l’ENL est ajouté aux AGPIs. Ces résultats suggèrent qu’une supplémentation en graines de lin entières serait bénéfique en début de lactation puisque les AGPIs pourraient diminuer l’activité lipogénique au niveau du foie, alors que les lignans présents naturellement dans l’écorce de la graine de lin, pourraient réduire le stress oxydatif et les dommages aux lipides provoqués par des niveaux élevés en AGPIs.

Shelf Life Assessment of Fresh Poultry Meat Packaged in Novel Bionanocomposite of Chitosan Incorporated with ZnO nanoparticles synthesized using food industry by-products

Nel settore alimentare viene utilizzata un’elevata quantità di materie plastiche per conservare i prodotti e facilitarne la distribuzione. L’utilizzo di questi polimeri ha un costo ambientale piuttosto elevato, per questo trovare surrogati ecosostenibili diventa sempre più importante. In questa tesi abbiamo testato l’efficacia del confezionamento di un prodotto altamente deperibile, quale carne di pollo, con un biofilm a base di chitosano. Il chitosano è polisaccaride largamente presente in natura, dotato di caratteristiche chimico-fisiche che permettono l’ottenimento di un film con proprietà meccaniche e di barriera simili ai polimeri tradizionali, oltre a possedere attività antibatterica. Abbiamo realizzato film contenenti chitosano e altri biocomposti, quali montmorillonite, nanoparticelle di ossido di zinco e olio essenziale di rosmarino, per un totale di 6 film con diversa composizione. Tramite analisi microbiologiche e chimico-fisiche abbiamo confrontato l’efficacia dei diversi film prodotti rispetto ad un controllo (carne conservata in un contenitore asettico). Le analisi sono state svolte in doppio, a 0, 3, 7, 10, 15 giorni di conservazione ad una temperatura di 4°C. In diversi film abbiamo ottenuto una riduzione significativa rispetto al controllo (p<0,05) della conta totale dei microrganismi mesofili aerobici (TMAM) e delle Enterobacteriaceae. La rilevazione del pH e dell’acidità titolabile ha fornito risultati in linea a quelli microbiologici. I campioni nel biofilm hanno spesso subito una variazione significativa (p<0,05) dell’umidità rispetto al controllo, a causa dell’elevata permeabilità al vapore acqueo. L’analisi dei TBARS non ha spesso riportato differenze significative rispetto al controllo (p>0,05), e quando presenti, è perché il campione era più ossidato del controllo (p<0,05). Invece, è stato ottenuto un miglioramento significativo (p<0,05) dello Hue angle tra i film e il controllo. I risultati ottenuti forniscono le basi per studi aggiuntivi.

Valutazione dell'effetto dei campi elettrici pulsati sulle cinetiche di salagione di branzino fresco

In questo studio è stato valutato l'impatto dei campi elettrici pulsati applicati a diverse intensità (0.3, 0.9 e 1.5 kV/cm) su campioni di branzino fresco prima del processo di salamoiatura. Dopo 24, 96, 144 e 92 ore sono stati determinati il peso, il contenuto in acqua, la percentuale di NaCl, l'attività dell'acqua e il contenuto in TBARS nei campioni allo scopo di verificare la possibilità di accelerare il trasferimento di massa nella matrice, e in secondo luogo per valutare l'effetto dei campi elettrici pulsati sull'ossidazione lipidica.

Caratterizzazione qualitativa delle carni di sovracoscia delle principali categorie di pollo commercializzate in Italia

Lo scopo di questa tesi è stato quello di analizzare le caratteristiche qualitative delle carni di sovracoscia di pollo appartenenti alle principali categorie commerciali presenti sul mercato nazionale per caratterizzarne i principali parametri qualitativi. A tale scopo, sono stati campionati un totale 12 lotti di carne avicola che differivano in termini di peso alla macellazione, tipo di alimentazione e sistema di allevamento. Per ogni lotto, sono state selezionate 20 sovracosce, suddivise in 3 gruppi sperimentali (n=80/gruppo) in funzione della categoria commerciale di appartenenza e corrispondente peso di macellazione: pollo medio convenzionale (PMC) 3,5-3,8 kg, pollo pesante convenzionale (PPC) 2,5-2,8 kg e pollo leggero allevato all’aperto (PLA) 1,8-2 kg. I campioni sono stati utilizzati per l’analisi del pH, del colore e dell’ossidazione lipidica e proteica, tramite la valutazione del contenuto di TBARs e carbonili, rispettivamente. Dai risultati ottenuti è possibile evidenziare come il gruppo PLA abbia fatto registrare variazioni significative in termini di colore e ossidazione lipidica rispetto agli altri gruppi sperimentali oggetto di tesi. Nel dettaglio, il gruppo PLA ha mostrato valori di b* più che raddoppiati rispetto alle altre categorie commerciali: ciò potrebbe essere un aspetto favorevole in quei mercati in cui vi è una consolidata abitudine a questa pigmentazione della carne. Inoltre, i risultati dell’analisi dei TBARs indicano un livello di ossidazione lipidica significativamente superiore nel gruppo PLA rispetto a PMC e PPC: ciò potrebbe essere correlato ad uno scadimento qualitativo della carne, specialmente quando questa viene macinata ed utilizzata nella formulazione di prodotti trasformati. Dunque, i risultati ottenuti potrebbero essere di particolare interesse per l’industria avicola, in quanto potrebbero suggerire l’idoneità della carne proveniente da una particolare categoria commerciale per il consumo fresco anziché per la trasformazione.