Heavy metal accumulation by intestinal helminths of vertebrates

The relevancy of parasites as potential indicators of environmental quality has been increasing over the last years, mostly due to the variety of ways in which they respond to anthropogenic pollution. The use of fish parasites as bioindicators of heavy metal pollution in aquatic ecosystems has been widely studied. However, little information concerning terrestrial habitats is presently available. In fact, in the last two decades several studies have been performed worldwide in different habitats and/or conditions (theoretically both in polluted and unpolluted terrestrialecosystems, but mainly in aquatic ecosystems) in order to investigate heavy metal pollution using parasitological models. Different groups of vertebrates (mainly fish, mammals and birds) and several parasitological models have been tested involving acanthocephalans mostly, but also cestodes and nematodes. It is not the aim of this chapter to do a complete revision of the availabledata concerning this subject. Instead, we emphasize some general aspects and compile a mini-review of the work performed in this field by our research group. The results obtained until now allow confirming several parasitic models as promising bioindicator systems to evaluate environmental cadmium and mainly lead pollution in terrestrial non-urban habitats, as it was already demonstrated for aquatic ecosystems. The present knowledge also allows confirming that parasites can reveal environmental impact. Environmental parasitology is an interdisciplinary field, which needs simultaneous expertise from toxicology, environmental chemistry and parasitology. Furthermore, environmental parasitology should be taken into account in order to increase the efficiency of environmental monitoring programs.

Citrobacter rodentium Requires Intestinal Neural Wiskott-Aldrich Syndrome Protein (N-WASp) for Actin Pedestal Formation, Colonization and Epithelial Barrier Disruption In Vivo

Background: Citrobacter rodentium is a natural mouse pathogen that is genetically closelyrelated to the human enteric pathogens enteropathogenic and enterohemorrhagic E. coli.Among the repertoire of conserved virulence factors that these pathogens deliver via typeIII secretion, Tir and EspF are responsible for the formation of characteristic actin-richpedestals and disruption of tight junction integrity, respectively. There is evidence In Vitrothese effectors accomplish this, at least in part, by subverting the normal host cellularfunctions of N-WASP, a critical regulator of branched chain actin assembly. Although NWASPhas been shown to be involved in pedestal formation In Vitro, the requirements ofN-WASP-mediated actin pedestals for intestinal colonization by attaching/effacing (A/E)pathogens In Vivo is not known. Furthermore, it is not known whether N-WASP is requiredfor EspF-mediated tight junction disruption. Methods: To investigate the role of N-WASPin the gut epithelium, we generated mice with intestine-specific deletion of N-WASP(iNWKO), by mating mice homozygous for a floxed N-WASP allele (N-WASPL2L/L2L) tomice expressing Cre recombinase under the villin promoter. Separately housed groups ofWT and iNWKO mice were inoculated with 5x108 GFP-expressing C. rodentium by intragastriclavage. Stool was collected 2, 4, 7, and 12 days after infection, and recoverablecolony forming units (CFUs) of C. rodentium were quantified by plating serial dilutions ofhomogenized stool on MacConkey's agar. GFP+ colonies were counted after 24 hoursincubation at 37°C. The presence of actin pedestals was investigated by electron microscopy(EM), and tight junction morphology was assessed by immunofluorescence staining ofoccludin, ZO-1 and claudin-2. Results: C. rodentium infection did not result in mortalityin WT or iNWKO mice. Compared to controls, iNWKO mice exhibited higher levels ofbacterial shedding during the first 4 days of infection (day 4 average: WT 5.2x104 CFU/gvs. iNWKO 4.7x105 CFU/g, p=0.08), followed by a more rapid clearance of C. rodentium, (day7-12 average: WT 2x106 CFU/g vs. iNWKO 2.7x105, p=0.01). EM and immunofluorescencerevealed the complete lack of actin pedestals in iNWKO mice and no mucosa-associatedGFP+ C. rodentium by day 7. WT controls exhibited tight junction disruption, reflected byaltered distribution of ZO-1, whereas iNWKO mice had no change in the pattern of ZO-1.Conclusion: Intestinal N-WASP is required for actin pedestal formation by C. rodentium InVivo, and ablation of N-WASP is associated with more rapid bacterial clearance and decreasedability of C. rodentium to disrupt intercellular junctions.

Variabilidade de micronutrientes, matéria orgânica e argila de um Latossolo submetido a sistemas de preparo

O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos dos sistemas de preparo do solo, arado de aiveca, grade aradora e plantio direto, sobre a variabilidade de atributos físico-químicos do solo. O trabalho foi conduzido em Latossolo Vermelho perférrico, textura argilosa, cultivado com milho no verão e feijão no inverno, durante cinco anos consecutivos. As amostras de solo foram coletadas em 49 pontos, de uma malha quadrada de 7x7, espaçados de 4x4 m, nas profundidades de 0-5 cm e 5-20 cm de solo. Os valores de Cu, Zn, Fe, Mn, B, matéria orgânica (MO) e argila do solo variaram nos diferentes tratamentos. Na profundidade de 0-5 cm, os valores de Cu, Mn, B, MO e argila foram maiores no sistema plantio direto. Os valores de Cu e de Zn apresentaram as maiores variabilidades, e os de MO e argila, as menores. Utilizando-se o procedimento de coletar 20 subamostras para formar uma amostra composta, os teores de argila, MO, B e Mn estariam sendo estimados com erro em torno de 10% do valor médio. Para o Cu e o Zn a variação em torno da média atingiu mais de 25%.

Atividade do herbicida acetochlor em solo submetido à semeadura direta e ao preparo convencional

Com o objetivo de estudar a atividade do herbicida acetochlor em Argissolo Vermelho submetido à semeadura direta e ao preparo convencional, foram conduzidos experimentos no campo e em laboratório. O herbicida apresentou menor controle das plantas daninhas na semeadura direta do que sob preparo convencional. A redução de matéria seca de trigo na amostra de solo coletada na profundidade de 16-19 cm foi superior sob semeadura direta, indicando maior potencial de lixiviação do herbicida neste sistema de preparo. Os valores de coeficiente de partição do herbicida no solo (Kd) foram de 2,75 e 1,67 L kg-1 em relação ao solo sob semeadura direta e preparo convencional, respectivamente, indicando que o primeiro apresentou maior capacidade de sorver acetochlor. O coeficiente de partição em relação ao teor de carbono orgânico (Koc) foi de 166 e 126 L kg-1 no solo cultivado em semeadura direta e sob preparo convencional, respectivamente, sugerindo que o herbicida foi sorvido em maior intensidade pela matéria orgânica do solo sob semeadura direta.

Sistemas de preparo e resistência à penetração e densidade de um Latossolo Vermelho eutrófico em cultivo intensivo e pousio

O manejo inadequado do solo causa a sua degradação e à queda no rendimento de muitas culturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações na resistência à penetração e na densidade do solo em razão de sistemas de preparo do solo, durante e após o cultivo intensivo e após cinco anos de pousio em um Latossolo Vermelho eutrófico. Foram estudados dois sistemas de preparo do solo, com grade aradora e preparo reduzido com enxada rotativa e três épocas de amostragem compreendendo os anos agrícolas 1992/1993, 1993/1994 (sob cultivo intenso) e 1999/2000 (cinco anos sob pousio). Na avaliação dos sistemas de preparo do solo, nas diferentes épocas de amostragens, foram utilizados como parâmetros a resistência à penetração e a densidade do solo. Os sistemas de preparo do solo afetaram significativamente a resistência à penetração e a densidade do solo nas profundidades estudadas. No solo submetido a longo período de pousio, a resistência à penetração sofreu aumento significativo, comparado ao solo sob cultivo intenso, independentemente do sistema de preparo de solo anteriormente utilizado. Após cinco anos em pousio, a densidade do solo foi maior no sistema de preparo do solo com grade aradora do que no sistema de preparo com enxada rotativa.

Erosão em entressulcos sob diferentes tipos de preparo e manejo do solo

A validação de uso de modelos de predição da erosão hídrica do solo baseados em processos físicos fundamentais necessita de informações sobre os valores de seus parâmetros obtidos em condições locais.Este trabalho foi realizado no campo em um Argissolo Vermelho distrófico típico, com o objetivo de avaliar a erosão hídrica em entressulcos sem preparo do solo (com resíduos culturais na superfície), com preparo convencional com solo descoberto (sem resíduos) e com preparo convencional com resíduos incorporados. O esquema experimental baseou-se nos estudos realizados para a determinação da erodibilidade do solo em relação ao modelo WEPP (Water Erosion Prediction Project). Foi aplicada chuva simulada com intensidade planejada de 60 mm h-1, durante 70 minutos, e coletadas amostras da enxurrada das parcelas em entressulcos. A perda de solo em entressulcos foi significativamente menor no tratamento sem preparo do solo em relação aos tratamentos submetidos ao preparo convencional. As taxas de erosão e perda de água em entressulcos foram crescentes com o tempo de chuva até atingir um ponto de valor máximo, após o qual decresceram, com exceção do tratamento sem preparo do solo, cujas taxas foram crescentes em todo o período de aplicação da chuva. O valor da erodibilidade do solo em entressulcos é de Ki = 2,83x10(6) kg s m-4.

Familial occurrence of an association of multiple intestinal atresia and choanal atresia: a new syndrome?

We report on two familial cases from a non-consanguineous marriage, presenting multiple intestinal and choanal atresia. Massive hydramnios and dilatation of the bowel were observed at 29 weeks of gestation during routine ultrasound scan of a healthy mother. The fetal karyotype was normal and cystic fibrosis screening was negative. Regular scans were performed throughout the pregnancy. The child was born at 34 weeks gestation. Choanal atresia was diagnosed at birth and abdominal investigations showed multiple atresia interesting both the small bowel and the colon. Further interventions were necessary because of recurrent obstructions. During the following pregnancy, a dilatation of the fetal intestinal tract was detected by ultrasonography at 27 weeks of gestation. Pregnancy was interrupted. Post-mortem examination of the fetus confirmed the stenosis of long segments of the small intestine associated with areas of colonic atresia. In both cases, histology and distribution were consistent with those reported in hereditary multiple intestinal atresia (HMIA). An association between multiple intestinal and choanal atresia has never been reported. We suggest it could correspond to a new autosomal recessive entity for which cytogenetic investigations and high-resolution array CGH revealed no visible anomalies.

Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade de um Latossolo Vermelho submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto. Foram estudadas duas áreas experimentais, localizadas na Embrapa Cerrados, em Planaltina, DF, com oito e dez anos de cultivo. Foram coletadas amostras de solo, em diversas profundidades, nas parcelas experimentais e em área de cerrado nativo. Os seguintes atributos foram avaliados: densidade do solo, porosidade total, capacidade de água disponível, grau de floculação, resistência do solo à penetração, teor de matéria orgânica, capacidade de troca catiônica, fósforo remanescente, carbono da biomassa microbiana e respiração basal. Os dados obtidos foram comparados a valores referenciais quanto à qualidade do solo, mediante modelagem gráfica. Observou-se que a qualidade do solo, em ambos os sistemas de cultivo, é similar quanto aos atributos físicos; os teores de matéria orgânica e fósforo remanescente também são semelhantes, mas a capacidade de troca catiônica é mais alta no solo sob plantio direto. Em relação aos atributos biológicos, o solo sob plantio direto apresenta atividade biológica mais elevada. A qualidade do solo em ambos os sistemas é similar, em relação aos atributos avaliados.

Análise multivariada da fauna edáfica em diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de preparo e cultivo do solo sobre a diversidade de animais da fauna edáfica, por meio de técnicas de análise multivariada. Na análise canônica discriminante, os preparos conservacionistas com sucessão de culturas foram separados em relação aos tratamentos com rotação de culturas. Os grupos Acarina, Hymenoptera, Isopoda e Collembola, e o índice de Shannon (H) foram os atributos que mais contribuíram para separar os tratamentos. A análise de correspondência mostrou forte associação dos grupos Acarina e Hymenoptera com o tratamento semeadura direta com sucessão de culturas, e do grupo Collembola com o preparo convencional.

Sistemas de preparo do solo, plantas de cobertura e produtividade da cultura da mandioca

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do uso de plantas de cobertura e de sistemas de preparo do solo, no desenvolvimento e na produtividade da cultura da mandioca (Manihot esculenta Crantz). O trabalho foi conduzido em Argissolo Vermelho, sob sistema convencional de preparo do solo, e em cultivo mínimo sobre palhada de mucuna-cinza (Stizolobium cinereum Piper & Tracy), sorgo granífero [Sorghum bicolor (L.) Moench] e milheto [Pennisetum americanum (L.) K. Schum.]. Aos dezoito meses após o plantio da mandioca, foram avaliados: altura de plantas, produção de massa de matéria seca da parte aérea, número de raízes tuberosas, produtividade, percentagem de matéria seca e de amido nas raízes tuberosas e índice de colheita. Observou-se que o sistema convencional de preparo do solo pode ser substituído, na cultura da mandioca, pela prática do cultivo mínimo, associada ao uso de coberturas vegetais, por promover incrementos significativos na produtividade da cultura, especialmente, quando se utiliza o milheto como planta de cobertura. O uso de plantas de cobertura no pré-cultivo de mandioca, em sistema de preparo mínimo do solo, representa uma alternativa eficiente para um melhor manejo dessa cultura.

Enhanced-reality video fluorescence: a real-time assessment of intestinal viability.

OBJECTIVE: Our aim was to evaluate a fluorescence-based enhanced-reality system to assess intestinal viability in a laparoscopic mesenteric ischemia model. MATERIALS AND METHODS: A small bowel loop was exposed, and 3 to 4 mesenteric vessels were clipped in 6 pigs. Indocyanine green (ICG) was administered intravenously 15 minutes later. The bowel was illuminated with an incoherent light source laparoscope (D-light-P, KarlStorz). The ICG fluorescence signal was analyzed with Ad Hoc imaging software (VR-RENDER), which provides a digital perfusion cartography that was superimposed to the intraoperative laparoscopic image [augmented reality (AR) synthesis]. Five regions of interest (ROIs) were marked under AR guidance (1, 2a-2b, 3a-3b corresponding to the ischemic, marginal, and vascularized zones, respectively). One hour later, capillary blood samples were obtained by puncturing the bowel serosa at the identified ROIs and lactates were measured using the EDGE analyzer. A surgical biopsy of each intestinal ROI was sent for mitochondrial respiratory rate assessment and for metabolites quantification. RESULTS: Mean capillary lactate levels were 3.98 (SD = 1.91) versus 1.05 (SD = 0.46) versus 0.74 (SD = 0.34) mmol/L at ROI 1 versus 2a-2b (P = 0.0001) versus 3a-3b (P = 0.0001), respectively. Mean maximal mitochondrial respiratory rate was 104.4 (±21.58) pmolO2/second/mg at the ROI 1 versus 191.1 ± 14.48 (2b, P = 0.03) versus 180.4 ± 16.71 (3a, P = 0.02) versus 199.2 ± 25.21 (3b, P = 0.02). Alanine, choline, ethanolamine, glucose, lactate, myoinositol, phosphocholine, sylloinositol, and valine showed statistically significant different concentrations between ischemic and nonischemic segments. CONCLUSIONS: Fluorescence-based AR may effectively detect the boundary between the ischemic and the vascularized zones in this experimental model.

Utilização de bactérias ácido-lácticas isoladas do trato intestinal de tilápia-do-nilo como probiótico

O objetivo deste trabalho foi isolar bactérias ácido-lácticas do intestino de tilápias-do-nilo, e avaliar seu potencial probiótico. Foram isoladas cepas de bactérias ácido-lácticas, e foi avaliada a inibição aos patógenos in vitro. As cepas com os melhores resultados foram identificadas e utilizadas no experimento de colonização do trato intestinal de tilápias-do-nilo, via suplementação na dieta, em delineamento inteiramente ao acaso, com três tratamentos e quatro repetições. Foram avaliados: o total de bactérias, as bactérias ácido-lácticas, Vibrio ssp. e Pseudomonas ssp. A cepa com melhor resultado foi utilizada na infecção experimental, em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2x3: dieta suplementada com a cepa e dieta-controle; e os peixes não submetidos à injeção, peixes submetidos à injeção de solução salina e à injeção de Enterococcus durans, com três repetições. Foram avaliados os parâmetros hematológicos. As duas cepas identificadas foram: Lactobacillus plantarum e Lactobacillus brevis, que colonizaram o trato intestinal de tilápias, contudo L. plantarum teve menor número total de bactérias e de Pseudomonas ssp. Foi observado maior número total de eritrócitos, trombócitos, leucócitos, linfócitos, neutrófilos e monócitos, em peixes alimentados com L. plantarum e submetidos à injeção de E. durans. O L. plantarum tem efeito probiótico e melhora o sistema imune das tilápias.

Qualidade física do solo sob sistemas de preparo e cobertura morta em pomar de laranja

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de preparo do solo e de cobertura morta sobre a qualidade física de um Latossolo, em um pomar de laranja 'Pêra'. O experimento foi instalado em Paranavaí, PR, em área com Brachiaria brizantha. O delineamento foi o de blocos ao acaso, em parcelas subsubdivididas, com 12 tratamentos e 4 repetições. Nas parcelas foram estudados os sistemas plantio direto, preparo em faixas e preparo convencional; nas subparcelas, os manejos com e sem cobertura morta, na linha das plantas de laranjeira 'Pêra'; e nas subsubparcelas, os porta-enxertos Citrus limonia Osb. e Citrus reshni Hort. ex Tan. Foram coletadas amostras de solo nas linhas das plantas, sob o rodado e no entrerrodado do trator, para quantificação de densidade, macroporosidade e microporosidade. O plantio direto de laranja em pastagem manteve a qualidade física do solo nas linhas das plantas, no entrerrodado e sob o rodado. O preparo convencional comprometeu a qualidade física do solo sob o rodado. A qualidade física do solo foi favorecida pelo menor revolvimento do solo, resultante do plantio direto ou do preparo em faixas, e pelo manejo da cobertura morta nas linhas das plantas, após o plantio das laranjeiras.

Aproveitamento pelo milho do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em plantio direto e preparo reduzido do solo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o aproveitamento do N amoniacal de dejetos líquidos de suínos (DLS) pela cultura do milho (Zea mays). O experimento foi conduzido em Argissolo Vermelho distrófico arênico. Os tratamentos avaliados consistiram da aplicação ou não de DLS sobre resíduos culturais de aveia, em plantio direto e preparo reduzido do solo. Para quantificar o destino do N amoniacal aplicado, a fração amoniacal dos DLS foi enriquecida com (15NH4)2SO4 . O aproveitamento do N amoniacal dos DLS pelo milho foi de apenas 15,3% e não diferiu com o uso do DLS em plantio direto ou em preparo reduzido do solo. Na maturação fisiológica do milho, a quantidade de 15N dos DLS recuperada no solo, até a profundidade de 120 cm, e na planta (parte aérea+grãos+raízes) correspondeu a 49,6% do 15N aplicado. A fração de N orgânico dos DLS e a matéria orgânica do solo foram as principais fontes de N para a cultura do milho.

Role of pparß in irradiation mediated intestinal damage

Les récepteurs activés proliférateurs de peroxisomes (PPARs) appartiennent à la grande famille des récepteurs nucléaires et ont été impliqué dans plusieurs processus physiologiques. Parmi les trois isotypes PPAR, PPARβ est bien connu pour son rôle dans les décisions déterminant le destin des cellules, notamment dans les processus de prolifération, de différentiation et d'apoptose. Ce rôle a particulièrement été souligné comme protecteur dans les contextes de survie cellulaire et de cicatrisation. Il est fortement exprimé dans l'intestin grêle. Notre groupe a déjà rapporté sa présence importante dans les cryptes duodénales, où se trouvent les cellules souches intestinales. Précédemment, nous avons aussi fait remarquer le rôle de PPARβ dans la differentiation des cellules de Paneth, par la régulation négative de la signalisation Ihh de l'épithélium intestinal. Malgré sa capacité de figurer parmi les tissus du corps qui se régénèrent le plus rapidement, l'épithélium intestinal est particulièrement sensible aux attaques cytotoxiques, surtout celles dues à la radiothérapie des cancers abdomino-pelviens. Cela peut donner lieu à des lésions gastro-intestinal en tant qu'effet indésirable d'une exposition aiguë et chronique à l'irradiation. En raison du rôle protecteur de PPARβ le but de cette étude était de comprendre les voies de signalisation moléculaires régulées par PPARβ qui sont impliquées dans les réponses des cellules intestinales aux dommages causés par l'irradiation.Afin de déchiffrer les mécanismes moléculaires sous-jacents, un modèle in-vitro d'une lignée cellulaire - HT-29 a été utilisée. Il n'y a cependant pas de preuve d'un effet protecteur de PPARβ dans divers contextes d'endommagement cellulaire testés in-vitro. Ceci contraste avec les observations in-vivo qui indiquent que l'irradiation provoque une létalité supérieure dans les souris PPARβ-/- par rapport aux souris PPARβ+/+, entre autre correlée avec une apoptose augmentée des cellules souches intestinales à 4h après irradiation. En plus, le décès plus important de cellules mésenchymateuses a été observé dans les souris PPARβ-/-, 8 jours après irradiation. Moins nombreuses, ces cellules se sont également détachées de la matrice extracellulaire reliant l'épithélium et le mésenchyme. Nous stipulons qu'in-vivo, PPARβ participe au dialogue entre le mésenchyme et l'épithélium, ce qui est concordant avec le délai observé lors de la réparation tissulaire. Ce dialogue entre l'épithélium et le mésenchyme, n'existe pas de la même manière in-vitro. Il en résulte donc un défaut de réponse mésenchymale médiée par PPARβ, d'où le paradoxe entre les conditions in-vivo et in-vitro.Ces observations indiquent l'implication possible de PPARβ dans les lesions actiniques, en tant que conséquence naturelle de la radiothérapie de patients avec un cancer. Les mécanismes précis de l'action de PPARβ nécessitent une exploration approfondie de son rôle physiologique dans ce contexte.