Influence of eNOS gene polymorphism on cardiometabolic parameters in response to physical training in postmenopausal women

The health-promoting effects of exercise training (ET) are related to nitric oxide (NO) production and/or its bioavailability. The objective of this study was to determine whether single nucleotide polymorphism of the endothelial NO synthase (eNOS) gene at positions -786T>C, G894T (Glu298Asp) and at the variable number of tandem repeat (VNTR) Intron 4b/a would interfere with the cardiometabolic responses of postmenopausal women submitted to physical training. Forty-nine postmenopausal women were trained in sessions of 30-40 min, 3 days a week for 8 weeks. Genotypes, oxidative stress status and cardiometabolic parameters were then evaluated in a double-blind design. Both systolic and diastolic blood pressure values were significantly reduced after ET, which was genotype-independent. However, women without eNOS gene polymorphism at position -786T>C (TT genotype) and Intron 4b/a (bb genotype) presented a better reduction of total cholesterol levels (-786T>C: before = 213 ± 12.1, after = 159.8 ± 14.4, Δ = -24.9% and Intron 4b/a: before = 211.8 ± 7.4, after = 180.12 ± 6.4 mg/dL, Δ = -15%), and LDL cholesterol (-786T>C: before = 146.1 ± 13.3, after = 82.8 ± 9.2, Δ = -43.3% and Intron 4b/a: before = 143.2 ± 8, after = 102.7 ± 5.8 mg/dL, Δ = -28.3%) in response to ET compared to those who carried the mutant allele. Superoxide dismutase activity was significantly increased in trained women whereas no changes were observed in malondialdehyde levels. Women without eNOS gene polymorphism at position -786T>C and Intron 4b/a showed a greater reduction of plasma cholesterol levels in response to ET. Furthermore, no genotype influence was observed on arterial blood pressure or oxidative stress status in this population.

Endothelial dysfunction in cardiovascular and endocrine-metabolic diseases: an update

The endothelium plays a vital role in maintaining circulatory homeostasis by the release of relaxing and contracting factors. Any change in this balance may result in a process known as endothelial dysfunction that leads to impaired control of vascular tone and contributes to the pathogenesis of some cardiovascular and endocrine/metabolic diseases. Reduced endothelium-derived nitric oxide (NO) bioavailability and increased production of thromboxane A2, prostaglandin H2 and superoxide anion in conductance and resistance arteries are commonly associated with endothelial dysfunction in hypertensive, diabetic and obese animals, resulting in reduced endothelium-dependent vasodilatation and in increased vasoconstrictor responses. In addition, recent studies have demonstrated the role of enhanced overactivation ofβ-adrenergic receptors inducing vascular cytokine production and endothelial NO synthase (eNOS) uncoupling that seem to be the mechanisms underlying endothelial dysfunction in hypertension, heart failure and in endocrine-metabolic disorders. However, some adaptive mechanisms can occur in the initial stages of hypertension, such as increased NO production by eNOS. The present review focuses on the role of NO bioavailability, eNOS uncoupling, cyclooxygenase-derived products and pro-inflammatory factors on the endothelial dysfunction that occurs in hypertension, sympathetic hyperactivity, diabetes mellitus, and obesity. These are cardiovascular and endocrine-metabolic diseases of high incidence and mortality around the world, especially in developing countries and endothelial dysfunction contributes to triggering, maintenance and worsening of these pathological situations.

Nitric oxide synthesis and biological functions of nitric oxide released from ruthenium compounds

During three decades, an enormous number of studies have demonstrated the critical role of nitric oxide (NO) as a second messenger engaged in the activation of many systems including vascular smooth muscle relaxation. The underlying cellular mechanisms involved in vasodilatation are essentially due to soluble guanylyl-cyclase (sGC) modulation in the cytoplasm of vascular smooth cells. sGC activation culminates in cyclic GMP (cGMP) production, which in turn leads to protein kinase G (PKG) activation. NO binds to the sGC heme moiety, thereby activating this enzyme. Activation of the NO-sGC-cGMP-PKG pathway entails Ca2+ signaling reduction and vasodilatation. Endothelium dysfunction leads to decreased production or bioavailability of endogenous NO that could contribute to vascular diseases. Nitrosyl ruthenium complexes have been studied as a new class of NO donors with potential therapeutic use in order to supply the NO deficiency. In this context, this article shall provide a brief review of the effects exerted by the NO that is enzymatically produced via endothelial NO-synthase (eNOS) activation and by the NO released from NO donor compounds in the vascular smooth muscle cells on both conduit and resistance arteries, as well as veins. In addition, the involvement of the nitrite molecule as an endogenous NO reservoir engaged in vasodilatation will be described.

Effect of soaking and cooking on phytate concentration, minerals, and texture of food-type soybeans

The increasing consumption of soybeans due to its bioactive compounds has attracted interest in describing the grain's constituents and variation during processing. Phytate has been the aim of much research since it chelates essential minerals but also has beneficial antioxidant effects. This study evaluated the variation of phytate, calcium, zinc, and iron during soaking and cooking of soybeans. The phytate: Zn and phytate: Fe molar ratios were determined in order to estimate the bioavailability of these minerals. Six food-type varieties were used: BR 36, BRS 213, BRS 216, BRS 232, BRS 155, and Embrapa 48. The samples were soaked in water 3:1 (w/w) for 12 hours at room temperature and cooked. Cooking time was determined by modeling the softening of each variety using fractional conversion. Water content, phytate, and minerals were determined in raw, soaked and cooked samples. The water content of raw grains for all varieties was 9.9 g.100 g-1 increasing to a range of 58.1-63.7 g.100 g-1 after soaking and 63.1-66.0 g.100 g-1 after cooking. Soaking caused a significant reduction in phytate (23-30%), but cooking caused no additional reduction. The phytate: Zn molar ratio was 20 indicating that zinc absorption could be impaired, while the phytate: Fe molar ratio was 8, below the level of compromising absorption

Iron enriched Saccharomyces cerevisiae maintains its fermenting power and bakery properties

Iron is an essential micronutrient in the metabolism of almost all living organisms; however, its deficiency is well documented especially in pregnant women and in children. Iron salts as a dietary supplement have low bioavailability and can cause gastrointestinal discomforts. Iron enriched yeasts can provide a supplementation of this micronutrient to the diet because this mineral has a better bioavailability when bonded to yeast cell macromolecules. These yeasts can be used as feed supplement for human and animals and also as baker's yeast. Baker's yeast Saccharomyces cerevisiae was cultivated in a reactor employing yeast media supplemented with 497 mg ferrous sulfate.L-1, and the resultant biomass incorporated 8 mg Fe.g-1 dry matter. This biomass maintained its fermenting power regarding both water displace measurement through carbonic dioxide production and bakery characteristics. The bread produced using the yeast obtained by cultivation in yeast media supplemented with iron presented six times more iron than the bread produced using the yeast obtained by cultivation without iron supplementation.

Heat-treatment reduces anti-nutritional phytochemicals and maintains protein quality in genetically improved hulled soybean flour

The soybean is a protein source of high biological value. However, the presence of anti-nutritional factors affects its protein quality and limits the bioavailability of other nutrients. The effect of heat-treatment, 150 ºC for 30 minutes, on hulled and hull-less soybean flour from the cultivar UFVTN 105AP on urease, trypsin inhibitor activity, protein solubility, amino acid profile, and in vivo protein quality was investigated. The treatment reduced the trypsin inhibitor activity and urease, but it did not affect protein solubility. Protein Efficiency Coefficient (PER) values of the flours were similar, and the PER of the hull-less soybean flour did not differ from casein. The Net Protein Ratio (NPR) did not differ between the experimental groups. The True Digestibility (TD) of the flours did not differ, but both were lower in casein and the Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCCAS) was lower than the TD, due to limited valine determined by the chemical score. Therefore, the flours showed reduced anti-nutritional phytochemicals and similar protein quality, and therefore the whole flours can be used as a source of high quality protein.

Characterization, physicochemical stability, and evaluation of in vitro digestibility of solid lipid microparticles produced with palm kernel oil and tristearin

Solid lipid particles have been investigated by food researchers due to their ability to enhance the incorporation and bioavailability of lipophilic bioactives in aqueous formulations. The objectives of this study were to evaluate the physicochemical stability and digestibility of lipid microparticles produced with tristearin and palm kernel oil. The motivation for conducting this study was the fact that mixing lipids can prevent the expulsion of the bioactive from the lipid core and enhance the digestibility of lipid structures. The lipid microparticles containing different palm kernel oil contents were stable after 60 days of storage according to the particle size and zeta potential data. Their calorimetric behavior indicated that they were composed of a very heterogeneous lipid matrix. Lipid microparticles were stable under various conditions of ionic strength, sugar concentration, temperature, and pH. Digestibility assays indicated no differences in the release of free fatty acids, which was approximately 30% in all analises. The in vitro digestibility tests showed that the amount of palm kernel in the particles did not affect the percentage of lipolysis, probably due to the high amount of surfactants used and/or the solid state of the microparticles.

Production, solubility and antioxidant activity of curcumin nanosuspension

Curcumin is a powerful bioactive agent and natural antioxidant, but it is practically water-insoluble and has low bioavailability; a possible solution to this obstacle would be formulations of curcumin nanoparticles. Surfactants such as tween 80 can be used to stabilize low-solubility molecules preventing particle aggregation. The objectives of this study were the preparation of a suspension with curcumin nanoparticles in tween 80, the testing of pure curcumin solubility and of a simple mixture of curcumin with tween 80 and nanosuspension in water and ethanol as solvents, and finally the assessment of the antioxidant activity. We prepared the nanosuspension by injecting a curcumin solution in dichloromethane at low flow in water with tween 80 under heating and ultrasound. The analysis of particles size was conducted through dynamic light scattering; the non-degradation of curcumin was verified through thin-layer chromatography. The analyses of antioxidant activity were carried out according to the DPPH method. The method applied to reduce the particles size was efficient. Both the curcumin suspension and nanosuspension in tween 80 increased its solubility. Curcumin and the formulations presented antioxidant activity.

Effects of orange winemaking variables on antioxidant activity and bioactive compounds

AbstractAscorbic acid, carotenoids and polyphenols stand out among the orange juice natural antioxidants. The winemaking process affects their bioavailability and bioactivity. Antioxidant activities (AA) were estimated in different process conditions to asses those properties. The AA and their correlation with ascorbic acid, total phenolics and carotenoids content were calculated. The variables and levels analyzed were: pasteurized and natural must (PJ and NJ), pH 3.5 and 4.0 and fermentation temperatures at 10°C and 20°C. Statistically significant differences (α=0.05) were found among bioactive compounds concentrations. Antioxidant compounds concentration was higher in raw material than in orange wine. Juice pasteurization caused the major losses while subsequent vinification affects them to a lesser extent. Highest antioxidants retention was measured in wines from JN fermented at pH 3.5 and 10 °C (JN-3.5-10) followed by wines from JP and fermented at the same conditions (JP-3.5-10). AA determined by DPPH showed a positive and close correlation with FRAP, while ABTS showed a low correlation with former assays. Juice pasteurization process and fermentation temperature influenced bioactive compound reduction which correlates with the AA variation.

Effect of different stress conditions on the stability of quercetin-loaded lipid microparticles produced with babacu ( Orbignya speciosa ) oil: evaluation of their potential use in food applications

Lipid micro and nanoparticles have been extensively investigated as carriers for hydrophobic bioactives in food systems because they can simultaneously increase the dispersibility of these lipophilic substances and help improve their bioavailability. In this study, lipid microparticles of babacu oil and denatured whey protein isolate were produced, and their ability to protect quercetin against degradation was evaluated over 30 days of storage. Additionally, the lipid microparticles were subjected to the typical stress conditions of food processing (presence of sucrose, salt, and thermal stresses), and their physico-chemical stability was monitored. The data show that the babacu microparticles efficiently avoided the oxidation of quercetin because 85% of the initial amount of the flavonoid was preserved after 30 days. The particles were notably stable up to a temperature of 70 °C for 10 minutes at relatively high concentrations of salt and sucrose. The type of stirring (mechanical or magnetic) also strongly affected the stability of the dispersions.

Polymeric micelles as versatile carriers for drugs and nucleic acids

Le cancer est la principale cause de mortalité au Canada. Les taxanes (e.g. le paclitaxel et le docétaxel (DCTX)) constituent des remèdes efficaces contre une série de tumeurs solides telles que les cancers du sein, du poumon et de l’ovaire. Par ailleurs, des acides nucléiques (e.g. les oligonucléotides antisens (AON) ou les petits ARN interférents (siRNAs)), capables de supprimer sélectivement certains oncogènes impliqués dans la carcinogénèse, sont actuellement étudiés pour traiter une large gamme de cancers. Bien que l’activité des taxanes et des acides nucléiques soit bien établie sur des modèles humains et/ou animaux, plusieurs aspects physico-chimiques et cliniques restent encore à améliorer. Leur solubilité limitée (pour les taxanes), leur dégradation rapide dans le sang (pour les acides nucléiques), leur élimination précoce, leur absence de sélectivité et leur toxicité envers les tissus sains sont les principaux facteurs limitant leur efficacité. C’est pourquoi de nombreux efforts ont porté sur l’élaboration de systèmes de vectorisation ciblés à base de polymères, dans le but de surmonter les problèmes associés aux thérapies actuelles. Dans cette thèse, deux types de micelles polymères ont été développés pour la vectorisation de DCTX et d’acides nucléiques. D’une part, des micelles de poly(oxyde d’éthylène)-bloc-poly(oxyde de butylène/styrène) ont été étudiées pour la première fois pour solubiliser le DCTX et le protéger de l’hydrolyse. Ces polymères se sont révélés moins toxiques que le surfactant utilisé commercialement pour solubiliser le DCTX (i.e. polysorbate 80) et ont permis une libération prolongée du principe actif. D’autre part, deux systèmes différents de micelles polyioniques (PICM) ont été mis au point pour la vectorisation d’acides nucléiques. De nouveaux conjugués de poly(éthylène glycol) (PEG)-oligonucléotide ont été proposés pour la protection et la libération contrôlée d’AON. Lorsque ces conjugués ont été formulés avec des dendrimères de poly(amidoamine) (PAMAM), des complexes de taille homogène ont été obtenus. Ces PICM ont permis de prolonger la libération de l’AON et de le protéger efficacement contre la dégradation enzymatique. De plus, des polymères de poly(oxyde d’éthylène)-bloc-poly(méthacrylate de propyle-co-acide méthacrylique) ont été incorporés afin de conférer des propriétés acido-sensibles aux PICM. Dans ces micelles, formées de ce dernier polymère formulé avec le dendrimère PAMAM, des oligonucléotides (AON et siRNA) ciblant l’oncogène Bcl-2 ont été encapsulés. L’internalisation cellulaire fut assurée par un fragment d’anticorps monoclonal (Fab’) situé à l’extrémité de la couronne de PEG. Après l’internalisation cellulaire et la protonation des unités d’acide méthacrylique sous l’effet de l’acidification des endosomes, les micelles se sont affranchies de leur couronne. Elles ont ainsi exposé leur cœur composé d’acide nucléique et de dendrimère PAMAM, qui possède une charge positive et des propriétés endosomolytiques. En effet, ces PICM acido-sensibles ciblées ont permis d’augmenter la biodisponibilité des acides nucléiques vectorisés et se sont avérées plus efficaces pour silencer l’oncoprotéine Bcl-2 que les micelles non ciblées ou que le dendrimère de PAMAM commercial seul. Finalement, les nanovecteurs polymères présentés dans cette thèse se révèlent être des systèmes prometteurs pour la vectorisation des anticancéreux et des acides nucléiques.

Mesure de la concentration en métaux traces dans la solution de sol par microlysimétrie

La présente étude porte sur l’évaluation d’une méthode d’acquisition de la solution de sol présente à l’interface sol-racine, dans la rhizosphère. Cette interface constitue le lieu privilégié de prise en charge par les plantes des contaminants, tels que les métaux traces. Comme les plantes acquièrent ces éléments à partir de la phase liquide, la solution de sol de la rhizosphère est une composante clé pour déterminer la fraction de métaux traces biodisponibles. La microlysimétrie est la méthode in situ la plus appropriée pour aborder les difficultés liées à l’échelle microscopique de la rhizosphère. Ainsi, dans les études sur la biodisponibilité des métaux traces au niveau de la rhizosphère, les microlysimètres (Rhizon©) gagnent en popularité sans, toutefois, avoir fait l’objet d’études exhaustives. L’objectif de cette étude est donc d’évaluer la capacité de ces microlysimètres à préserver l’intégrité chimique de la solution, tout en optimisant leur utilisation. Pour ce faire, les microlysimètres ont été soumis à une série d’expériences en présence de solutions et de sols, où la quantité de solution prélevée et le comportement des métaux traces (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) ont été étudiés. Les résultats montrent que les microlysimètres fonctionnent de façon optimale lorsque le contenu en eau du sol est au-dessus de la capacité au champ et lorsqu’il y a peu de matière organique et d’argile. Les sols sableux ayant un faible contenu en C organique reproduisent mieux le volume prélevé et la solution sous la capacité au champ peut être récoltée. L’utilisation des microlysimètres dans ces sols est donc optimale. Dans les essais en solution, les microlysimètres ont atteint un équilibre avec la solution après 10 h de prélèvement. En respectant ce délai et les conditions optimales préalablement établies (pH acide et COD élevé), les microlysimètres préservent la composition chimique de la solution. Dans les essais en sol, cet équilibre n’a pas été atteint après dix jours et huit prélèvements. Le contenu en matière organique et l’activité microbienne semblent responsables de la modification des concentrations en métaux au cours de ces prélèvements, notamment, dans l’horizon FH où les microlysimètres performent très mal. En revanche, dans l’horizon B, les concentrations tendent à se stabiliser vers la fin de la série de prélèvements en se rapprochant des valeurs de référence. Bien que des valeurs plus élevées s’observent pour les microlysimètres, leurs concentrations en métaux sont comparables à celles des méthodes de référence (extrait à l’eau, lysimètres de terrain avec et sans tension). En somme, les microlysimètres se comportent généralement mieux dans l’horizon B. Même si leur utilisation est plus optimale dans un sol sableux, cet horizon est privilégié pour de futures études sur le terrain avec les microlysimètres.

Développement d’outils analytiques pour évaluer la biodisponibilité du Cd dans les eaux douces

Les phytochélatines (PC) sont des polypeptides ayant la structure générale, (alpha-Glu-Cys)n-Gly, où n = 2 à 11. Leur synthèse est induite par un grand nombre de végétaux en réponse à une élévation de la concentration du milieu en métaux, en particulier le cadmium (ci-après, Cd). Le but de cette étude a été de développer un outil pour évaluer la biodisponibilité du Cd dans les eaux douces. Pour ce faire, une méthode analytique a été réalisée afin de déterminer les phytochélatines induites dans les algues C. reinhardtii. Celle-ci consiste à utiliser la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LCHP-SM/SM) "on-line". L’ionisation des molécules est celle faite par électronébulisation (IEN) (traduction de electrospray ionisation). L’objectif principal de ce mémoire est la validation de cette méthode : la détermination des courbes de calibration et des limites de détection et l'identification d'interférences potentielles. L’utilisation de dithiothreitol (DTT) à une concentration de 25 mM a été nécessaire à la conservation de la forme réduite des phytochélatines. En effet, suite à la validation de la méthode d’analyse des phytochélatines il a été démontré qu’elle représente un potentiel d’application. Ceci dans la mesure où l’induction des phytochélatines (PC2, PC3 et PC4) dans les algues C. reinhardtii a été possible à deux concentrations de Cd (1 x 10-7 M et 1 x 10 6 M) et ce, après plusieurs temps d'induction (1, 2, 4, et 6 h). Ainsi, l’étude de la stabilité des phytochélatines a été réalisée et toutes les températures examinées ont démontré une diminution des phytochélatines analysées par HPLC-ESI-MS/MS. Il se pourrait que la cause de la dégradation des phytochélatines soit physique ou chimique plutôt que bactérienne. Toutefois, un approfondissement au niveau de la purification de la solution d’extraction serait nécessaire à la mise au point de la dite méthode analytique afin de quantifier les phytochélatines dans l’algue C. reinhardtii.

Effet de l’insuffisance rénale chronique sur les enzymes du cytochrome P450 dans le cerveau de rat

Introduction: Nous avons déjà montré que l’insuffisance rénale chronique (IRC) entraîne une régulation négative du cytochrome P450 (CYP450) dans le foie et l’intestin de rat. La présente étude cherche à déterminer l’effet de l’IRC sur l’expression des enzymes du CYP450 dans le cerveau de rat. L’expression génique, protéique ainsi que l’activité des isoenzymes du CYP450 ont été analysées dans différentes régions du cerveau (hippocampe, cervelet, cortex et parenchyme cérébral) afin de déterminer l’effet de l’insuffisance rénale chronique sur le métabolisme cérébral des médicaments par le CYP450. Méthodes: Le cerveau entier de rats atteints d’IRC (induite par une néphrectomie sub-totale 5/6) et de rats témoins (laparotomie blanche) a été disséqué en 4 parties (cortex, cervelet, hippocampe et parenchyme cérébral). L’expression protéique et celle de l’ARNm des isoformes 1A, 2C11, 2D, 3A et 4A du cytochrome P450 a été étudiée respectivement par immunobuvardage de type Western et PCR en Temps Réel. L’activité du CYP3A a été mesurée par le métabolisme du DFB en DFH sur des préparations de microsomes de cerveau. Une technique de culture cellulaire d’astrocytes a été mise au point et a permis d’évaluer l’expression des enzymes dans ces cellules suite à l’incubation des astrocytes avec le sérum de rats atteints d’insuffisance rénale chronique. Résultats: Chez les rats atteints d’IRC, les niveaux géniques de CYP1A, 2C et 3A sont diminués d’au moins 40% (p < 0,05) dans presque toutes les parties étudiées. Les niveaux d’ARNm du CYP2D demeurent inchangés. De plus, une diminution significative d’au moins 45% (p < 0,05) de l’expression protéique des CYP1A, 2C et 3A est observée dans presque toutes les structures étudiées. L’activité enzymatique de CYP3A est diminuée significativement dans le cerveau de rats IRC, ainsi que l’expression des enzymes du CYP2C11 dans les astrocytes en culture lorsqu’incubés avec du sérum de rat urémique. Conclusions: Ces études démontrent que le cerveau est également affecté par l’IRC. Ceci se traduit par une diminution de l’expression protéique, génique, ainsi que de l’activité des enzymes du CYP450. Cette diminution pourrait expliquer une augmentation des effets secondaires dans le système nerveux central en IRC.

Étude et modélisation de la cinétique orale de l'amoxicilline chez le porcelet

Il est rapporté que la biodisponibilité orale de l’amoxicilline chez le porc est environ trois fois moindre que chez l’homme. Pour élucider les raisons de cette différence, la pharmacocinétique artérielle, veineuse porte et urinaire de cet antibiotique a été caractérisée à des doses intragastriques de 4 à 30 mg/kg et différents modèles compartimentaux physiologiques ont été conçus pour l’analyse des données. La biodisponibilité orale de l’amoxicilline est maximale à 4 mg/kg, avec une valeur moyenne de 52%. Les différences porto-systémiques de concentrations plasmatiques d’amoxicilline et la clairance urinaire ont permis de démontrer une augmentation de la clairance hépatique jusqu’à la dose de 30 mg/kg. Un modèle compartimental comprenant deux voies parallèles d’absorption (de type Michaelis- Menten d’accessibilité limitée dans le temps et d’ordre 1), deux compartiments de distribution (central et périphérique) deux voies d’élimination (excrétions urinaire et biliaire) est celui qui prédit le mieux les données observées. Ces résultats mettent en évidence le rôle prépondérant du transporteur saturable PepT1 dans l’absorption orale de l’amoxicilline administrée à faible dose, ainsi que l’importance croissante de l’absorption passive lors d’administration à forte dose.