Induction of suppressor cells following mucosal presentation of Actinomyces viscosus in mice

Mucosal presentation of Actinomyces viscosus results in antigen-specific systemic immune suppression, known as oral tolerance. The aim of the present study was to determine the mechanism by which this oral tolerance is induced. DBA/2 mice were gastrically immunized with A. viscosus. Serum, Peyer's patch (PP) and spleen cells were transferred to syngeneic recipients which were then systemically challenged with the sameiA. viscosus strain. To determine antigen-specificity of cells from gastrically immunized mice, recipients which received immune spleen cells were also challenged with Porphyromonas gingivalis. One week after the last systemic challenge, the delayed type hypersensitivity (DTH) response was determined by footpad swelling and the level of serum IgG, IgA and IgM antibodies to A. viscosus or P. gingivalis measured by an ELISA. No suppression of DTH response or of specific serum antibodies was found in recipients which received serum from gastrically immunized mice. Systemic immune suppression to A. viscosus was observed in recipients which had been transferred with PP cells obtained 2 days but not 4 and 6 days after gastric immunization with A. viscosus. Conversely, suppressed immune response could be seen in recipients transferred with spleen cells obtained 6 days after gastric immunization. The immune response to P. gingivalis remained unaltered in mice transferred with A. viscosus-gastrically immunized cells. The results of the present study suggest that oral tolerance induced by A. viscosus may be mediated by antigen-specific suppressor cells which originate in the PP and then migrate to the spleen.

The use of stochastic dynamic programming in optimal landscape reconstruction for metapopulations

A decision theory framework can be a powerful technique to derive optimal management decisions for endangered species. We built a spatially realistic stochastic metapopulation model for the Mount Lofty Ranges Southern Emu-wren (Stipiturus malachurus intermedius), a critically endangered Australian bird. Using diserete-time Markov,chains to describe the dynamics of a metapopulation and stochastic dynamic programming (SDP) to find optimal solutions, we evaluated the following different management decisions: enlarging existing patches, linking patches via corridors, and creating a new patch. This is the first application of SDP to optimal landscape reconstruction and one of the few times that landscape reconstruction dynamics have been integrated with population dynamics. SDP is a powerful tool that has advantages over standard Monte Carlo simulation methods because it can give the exact optimal strategy for every landscape configuration (combination of patch areas and presence of corridors) and pattern of metapopulation occupancy, as well as a trajectory of strategies. It is useful when a sequence of management actions can be performed over a given time horizon, as is the case for many endangered species recovery programs, where only fixed amounts of resources are available in each time step. However, it is generally limited by computational constraints to rather small networks of patches. The model shows that optimal metapopulation, management decisions depend greatly on the current state of the metapopulation,. and there is no strategy that is universally the best. The extinction probability over 30 yr for the optimal state-dependent management actions is 50-80% better than no management, whereas the best fixed state-independent sets of strategies are only 30% better than no management. This highlights the advantages of using a decision theory tool to investigate conservation strategies for metapopulations. It is clear from these results that the sequence of management actions is critical, and this can only be effectively derived from stochastic dynamic programming. The model illustrates the underlying difficulty in determining simple rules of thumb for the sequence of management actions for a metapopulation. This use of a decision theory framework extends the capacity of population viability analysis (PVA) to manage threatened species.

A microstrip Yagi antenna using EBG structure

[1] In this paper a detailed design, development and performances of a 5 GHz microstrip Yagi antenna, which uses a two-dimensional (2-D) electromagnetic band gap (EBG) structure in the ground plane, are presented. The results indicate that the use of the EBG structure improves the radiation pattern of the antenna. The cross polarization is suppressed by properly choosing the period and dimensions of EBGs. Also, the broadside gain is improved in comparison with the analogous antenna without the EBGs.

A unit cell waveguide model of a reflectarray formed by microstrip patches and slots

An equivalent unit cell waveguide approach (WGA) is described to obtain reflection coefficient phase curves for designing a microstrip patch reflectarray supported by a ground plane with periodic apertures or slots. Based on the presented theory, a computer algorithm for determining the reflection coefficient of a plane wave normally incident on a multi-layer structure of patches and apertures is developed. The validity of the developed algorithm is verified by comparing the obtained results with those published in the literature and the ones generated by Agilent High Frequency Structure Simulator (HFSS). A good agreement in all the presented examples is obtained, proving that the developed theory and computer algorithm can be an effective tool for designing multi-layer microstrip reflectarrays with a periodically perforated ground plane. (C) 2003 Wiley Periodicals, Inc.

Designing a 161-element Ku-band microstrip reflectarray of variable size patches using an equivalent unit cell waveguide approach

An equivalent unit cell waveguide approach (WGA) to designing 4 multilayer microstrip reflectarray of variable size patches is presented. In this approach, a normal incidence of a plane wave on an infinite periodic array of radiating elements is considered to obtain reflection coefficient phase curves for the reflectarray's elements. It is shown that this problem is equivalent to the problem of reflection of the dominant TEM mode in a waveguide with patches interleaved by layers of dielectric. This waveguide problem is solved using a field matching technique and a method of moments (MoM). Based on this solution, a fast computer algorithm is developed to generate reflection coefficient phase curves for a multilayer microstrip patch reflectarray. The validity of the developed algorithm is tested against alternative approaches and Agilent High Frequency Structure Simulator (HFSS). Having confirmed the validity of the WGA approach, a small offset feed two-layer microstrip patch array is designed and developed. This reflectarray is tested experimentally and shows good performance.

Composition and quality of harvest residues and soil organic matter under windrow residue management in young hoop pine plantations as revealed by solid-state C-13 NMR spectroscopy

Solid-state C-13 nuclear magnetic resonance (NMR) with cross-polarisation (CP) and magic-angle-spinning (MAS) was used to: (a) examine the changes in carbon (C) composition of windrowed harvest residues during the first 3 years of hoop pine plantations in subtropical Australia; (b) assess the impacts of windrowed harvest residues on soil organic matter (SOM) composition and quality in the 0-10 cm soil layer. Harvest residues were collected from 0-, 1-, 2- and 3-year-old windrows of ca. 2.5 m width (15 m apart for 0-, 1- and 2-year-old sites and 10 m apart for 3-year-old site). Soils from the 0 to 10 cm soil layer were collected from the 1-, 2- and 3-year-old sites. The 13C NMR spectra of the harvest residues indicated the presence of lignin in the hoop pine wood, foliage and newly incorporated organic matter (NIOM). Condensed tannin structures were found in the decay-resistant bark, small wood and foliage, but were absent in other residue components and SOM. The NMR spectra of small wood samples contained condensed tannin structures because the outer layer of bark was not removed. NIOM showed a shift from foliage-like structures (celluloses) to lignin-type structures, indicating an incorporation of woody residues from the decomposing harvest residues. Suberins were also present in the small wood, foliage and bark. The 13C CP NMR spectra of SOM indicated that in areas where windrows were present, SOM did not show compositional changes. However, an increase in SOM quality under the windrows in the second year after their formation as characterised by the alkyl C/O-alkyl C (A/O-A) ratio was mainly due to inputs from the decomposition of the labile, readily available components of the windrowed harvest residues. (C) 2002 Published by Elsevier Science B.V.

Synthesis and characterization of delta-atracotoxin-ar1a, the lethal neurotoxin from venom of the Sydney funnel-web spider (Atrax robustus)

delta-Atracotoxin-Ar1a (delta-ACTX-Ar1a) is the major polypeptide neurotoxin isolated from the venom of the male Sydney funnel-web spider, Atrax robustus. This neurotoxin targets both insect and mammalian voltage-gated sodium channels, where it competes with scorpion alpha-toxins for neurotoxin receptor site-3 to slow sodium-channel inactivation. Progress in characterizing the structure and mechanism of action of this toxin has been hampered by the limited supply of pure toxin from natural sources. In this paper, we describe the first successful chemical synthesis and oxidative refolding of the four-disulfide bond containing delta-ACTX-Ar1a. This synthesis involved solid-phase Boc chemistry using double coupling, followed by oxidative folding of purified peptide using a buffer of 2 M GdnHCl and glutathione/glutathiol in a 1:1 mixture of 2-propanol (pH 8.5). Successful oxidation and refolding was confirmed using both chemical and pharmacological characterization. Ion spray mass spectrometry was employed to confirm the molecular weight. H-1 NMR analysis showed identical chemical shifts for native and synthetic toxins, indicating that the synthetic toxin adopts the native fold. Pharmacological studies employing whole-cell patch clamp recordings from rat dorsal root ganglion neurons confirmed that synthetic delta-ACTX-Ar1a produced a slowing of the sodium current inactivation and hyperpolarizing shifts in the voltage-dependence of activation and inactivation similar to native toxin. Under current clamp conditions, we show for the first time that delta-ACTX-Ar1a produces spontaneous repetitive plateau potentials underlying the clinical symptoms seen during envenomation. This successful oxidative refolding of synthetic delta-ACTX-Ar1a paves the way for future structure-activity studies to determine the toxin pharmacophore.

Solution structure of CnErg1 (Ergtoxin), a HERG specific scorpion toxin

The three-dimensional structure of chemically synthesized CnErg1 (Ergtoxin), which specifically blocks HERG (human ether-a-go-go-related gene) K+ channels, was determined by nuclear magnetic resonance spectroscopy. CnErg1 consists of a triple-stranded beta-sheet and an a-helix, as is typical of K+ channel scorpion toxins. The peptide structure differs from the canonical structures in that the first beta-strand is shorter and is nearer to the second beta-strand rather than to the third beta-strand on the C-terminus. There is also a large hydrophobic patch on the surface of the toxin, surrounding a central lysine residue, Lys13. We postulate that this hydrophobic patch is likely to form part of the binding surface of the toxin. (C) 2003 Published by Elsevier Science B.V. on behalf of the Federation of European Biochemical Societies.

Muscarinic and nicotinic ACh receptor activation differentially mobilize Ca2+ in rat intracardiac ganglion neurons

The origin of intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+](i)) transients stimulated by nicotinic ( nAChR) and muscarinic ( mAChR) receptor activation was investigated in fura-2-loaded neonatal rat intracardiac neurons. ACh evoked [Ca2+](i) increases that were reduced to similar to 60% of control in the presence of either atropine ( 1 muM) or mecamylamine ( 3 muM) and to < 20% in the presence of both antagonists. Removal of external Ca2+ reduced ACh-induced responses to 58% of control, which was unchanged in the presence of mecamylamine but reduced to 5% of control by atropine. The nAChR-induced [Ca2+](i) response was reduced to 50% by 10 μM ryanodine, whereas the mAChR-induced response was unaffected by ryanodine, suggesting that Ca2+ release from ryanodine-sensitive Ca2+ stores may only contribute to the nAChR-induced [Ca2+](i) responses. Perforated-patch whole cell recording at - 60 mV shows that the rise in [Ca2+](i) is concomitant with slow outward currents on mAChR activation and with rapid inward currents after nAChR activation. In conclusion, different signaling pathways mediate the rise in [Ca2+](i) and membrane currents evoked by ACh binding to nicotinic and muscarinic receptors in rat intracardiac neurons.

Avaliação da retratibilidade da madeira de sete espécies de Eucalyptus

As variações na retratibilidade no lenho das árvores são as principais causas dos defeitos de secagem, como o empenamento e fendilhamento das peças de madeira. Os tipos de madeira presentes em um tronco estão relacionados com as variações dessa importante propriedade física. Este trabalho teve como objetivo estudar a retratibilidade da madeira de sete espécies de eucaliptos. Os parâmetros de retratibilidade, bem como a sua variação na direção radial da medula em direção à periferia do tronco de sete espécies de eucaliptos, foram avaliados de acordo com a Norma brasileira. De modo geral, os resultados indicaram que as espécies de eucaliptos estudados possuíam madeira com elevada retratibilidade. À exceção das madeiras de Eucalyptus tereticornis e E. pilularis, as demais espécies estudadas apresentaram valores menores de retratibilidade na região próxima da medula.

Influência de idade e da posição radial nas dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Objetivou-se neste trabalho avaliar a variação das dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis com quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. A amostragem do material na árvore foi feita através da coleta de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, ambas com o comprimento comercial de 3 m. De cada disco, retiraram-se cinco amostras, de dimensões 1,0 x 1,0 x 1,0 cm, tomadas de pontos eqüidistantes, correspondentes a 0; 25; 50; 75; e 100% da seção, no sentido radial medula-casca, fazendo-se a medição das fibras e dos vasos. Verificou-se, em todos os parâmetros, o efeito da idade e da variação radial, no sentido medula-casca, à exceção da largura e do diâmetro do lume das fibras; todos os demais parâmetros apresentaram correlação positiva.

Influência da idade e da posição radial na flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Este trabalho objetivou testar a variação da flexão estática da madeira de Eucalyptus grandis, ao longo da seção radial e sob quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), provenientes de talhões comerciais. As amostras foram retiradas da prancha diametral, de cada uma das 16 árvores (quatro para cada idade), tomadas de quatro posições eqüidistantes (0, 33, 66 e 100%), no sentido medula-casca, com oito repetições por posição. Verificou-se que os módulos de elasticidade (MOE) e de ruptura (MOR) apresentaram valores médios de 129.230 kgf/cm2 e 854 kgf/cm2, respectivamente, e ambos se mostraram positivamente correlacionados com a idade e com a posição radial, no sentido medula-casca. Os maiores valores foram conseguidos nas madeiras de 20 anos de idade e localizadas na região mais próxima da casca.

Variação do teor de umidade e da densidade básica na madeira de sete espécies de eucalipto

As variações de umidade e da densidade do lenho das árvores são as principais causas dos defeitos de secagem, como o empenamento e fendilhamento das peças de madeira. Os tipos de madeira presentes em um tronco estão relacionados com as variações dessas duas importantes propriedades físicas. Os gradientes de umidade e da densidade da madeira de sete espécies de eucalipto foram avaliados nas direções radial e longitudinal do tronco de árvores recém-abatidas. Os resultados apontaram uma maior homogeneidade de distribuição de umidade dentro das árvores de E. paniculata e E. citriodora, indicada pelos coeficientes de variação e desvio-padrão. O diferencial de umidade da madeira nas regiões internas do tronco de E. paniculata e E. citriodora foi de 20% e de E. urophylla e E. grandis, de 80%. A densidade básica da madeira aumentou na direção radial do tronco, e cada espécie de eucalipto apresentou um modelo de variação.

Variação radial da retratibilidade e densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm.

A ultra-estrutura e a composição química da madeira, bem como suas propriedades físicas e mecânicas, variam significativamente entre espécies, entre árvores de uma mesma espécie e, mesmo, entre diferentes partes de uma mesma árvore. Com este trabalho objetivou-se o estudo dos parâmetros de retratibilidade e de densidade básica da madeira Eucalyptus saligna, com idade de 16 anos, proveniente de talhões experimentais da EMBRAPA Florestas, de Colombo, Paraná. As amostras foram retiradas à altura do DAP de quatro posições eqüidistantes a partir da medula em direção à periferia, correspondendo a 0, 33, 66 e 100%, com dimensões nominais de 1,0 x 2,0 x 3,0 cm, sendo a última dimensão no sentido longitudinal. Elas foram mantidas em câmara fechada com ventilação, próximo de soluções salinas supersaturadas, com o objetivo de proporcionar diferentes condições de umidade relativa. Uma vez atingidas as distintas condições de umidade de equilíbrio, as amostras foram secas em estufa a 105 ºC e obtidos os dados de retratibilidade e densidade básica da madeira nas posições mencionadas. Constataram-se valores de contração volumétrica mais baixos na região medular, apresentando um acréscimo para as demais posições. Comportamento semelhante foi observado para os coeficientes das contrações lineares nas direções tangencial e radial. O fator anisotrópico foi consideravelmente mais elevado na região medular, decrescendo substancialmente em direção ao alburno. A densidade básica não mostrou sinais efetivos de estabilidade, apesar de mostrar tendência de aumento em direção à periferia do tronco.

Efeito da jabuticaba (Myrciaria caulifora), do fruto da palmeira juçara (Euterpe edulis Martius) e do jambolão (Syzugium cumini) sobre o perfil lipídico, a glicemia e a endotoxemia em camundongos submetidos à dieta de cafeteria

O excesso de gordura corporal induz a um quadro inflamatório associado à endotoxemia metabólica e aumento da resistência à insulina, bem como altera o perfil lipídico que resulta em prejuízos a função hepática e renal. Estudos sugerem que a ingestão de alimentos antioxidantes, como os polifenóis, proporcionam efeitos benéficos sobre os metabolismos glicídico e lipídico. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da casca de jabuticaba (Myrciaria cauliflora), da polpa do açaí juçara (Euterpe edulis Martius) e do jambolão (Syzygium cumini) sobre o perfil lipídico, a glicemia e a endotoxemia em camundongos Swiss submetidos à dieta de cafeteria. Inicialmente, os frutos foram liofilizados e submetidos à avaliação da composição centesimal. O ensaio biológico contou com 50 camundongos machos adultos da raça Swiss distribuídos em 5 grupos (n=10/grupo), a saber: grupo tratado com dieta comercial padrão (controle negativo), grupo tratado com dieta de cafeteria (controle positivo) e grupos teste que receberam por 14 semanas a dieta de cafeteria suplementada com 2% de casca de jabuticaba, ou polpa do jambolão ou polpa do açaí juçara liofilizados. Na 13ª e 14ª semana foram determinadas a tolerância à insulina e à glicose dos animais. Ao final do período experimental, avaliaram-se o ganho de peso, os parâmetros bioquímicos sanguíneos, histopatológicos e endotoxemia. Os parâmetros bioquímicos avaliados foram: colesterol total (CT) e as frações HDL-c, LDL-c, triacilgliceróis (TAG), bem como proteína C reativa (PCR), aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT). Na histopatologia foram avaliados os efeitos da dieta hipercalórica sobre a área dos adipócitos, esteatose hepática e função renal a partir do número e área dos glomérulos. A endotoxemia foi avaliada pela concentração de lipopolissacarídeos (LPS) no soro dos animais. Aplicou-se o teste t para comparação dos resultados entre os grupos controle e ANOVA, complementada com teste de Tukey (α=5%), para comparação dos grupos suplementados com os frutos e o controle positivo. A suplementação com 2% de jambolão à dieta de cafeteria resultou em redução significativa (p<0,05) do conteúdo de CT, LDL-c, TAG, da razão CT/HDL, bem como diminuição da área dos adipócitos dos animais tratados com os frutos. A suplementação com açaí juçara também foi capaz de reduzir o conteúdo de CT, TAG e a área dos adipócitos, além de elevar a tolerância à glicose. Por outro lado, a jabuticaba não foi eficaz na melhoria dos parâmetros relacionados ao metabolismo lipídico, ao metabolismo da glicose e dos aspectos histopatológicos. A suplementação com 2% dos frutos liofilizados não promoveu efeitos positivos na redução do ganho de peso, resistência à insulina e endotoxemia provocada pela ingestão da dieta de cafeteria. Além disso, os frutos também não foram eficientes na preservação da histologia renal e infiltração lipídica no fígado. Conclui-se que a inclusão do jambolão e do açaí juçara na dieta pode apresentar efeitos positivos sobre danos causados por dietas hiperlipídicas, especialmente no que se refere à dislipidemia, à tolerância à glicose e à hipertrofia dos adipócitos.