An experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis

The literature indicates that acute pancreatitis is a complication of massive hemolysis with a prevalence of about 20%. We describe an experimental model of hemolysis-induced acute pancreatitis. Hemolytic anemia was induced in rats by a single ip injection of 60 mg/kg of 20 mg/ml acetylphenylhydrazine (APH) in 20% (v/v) ethanol on the first experimental day (day 0). One hundred and fifty Wistar albino rats weighing 180-200 g were divided into three groups of 50 animals each: groups 1, 2 and 3 were injected ip with APH, 20% ethanol, and physiological saline, respectively. Ten rats from each group were sacrificed on study days 1, 2, 3, 4 and 5. Serum amylase, lipase levels and pancreatic tissue tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and platelet-activating factor (PAF) contents were determined and a histological examination of the pancreas was performed. No hemolysis or pancreatitis was observed in any of the rats in groups 2 and 3. In group 1, massive hemolysis was observed in 35 (70%) of 50 rats, moderate hemolysis in seven (14%), and no hemolysis in eight (16%). Thirty-three of 35 (94.2%) rats with massive hemolysis had hyperamylasemia, and 29 of these rats (82.8%) had histologically proven pancreatitis. The most severe pancreatitis occurred on day 3, as demonstrated by histology. Tissue TNF-alpha and PAF levels were statistically higher in group 1 than in groups 2 and 3. Acute massive hemolysis induced acute pancreatitis, as indicated by histology, in almost 80% of cases. Hemolysis may induce acute pancreatitis by triggering the release of proinflammatory and immunoregulatory cytokines.

Effect of high-fat diets on body composition, lipid metabolism and insulin sensitivity, and the role of exercise on these parameters

Dietary fat composition can interfere in the development of obesity due to the specific roles of some fatty acids that have different metabolic activities, which can alter both fat oxidation and deposition rates, resulting in changes in body weight and/or composition. High-fat diets in general are associated with hyperphagia, but the type of dietary fat seems to be more important since saturated fats are linked to a positive fat balance and omental adipose tissue accumulation when compared to other types of fat, while polyunsaturated fats, omega-3 and omega-6, seem to increase energy expenditure and decrease energy intake by specific mechanisms involving hormone-sensitive lipase, activation of peroxisome proliferator-activated receptor α (PPARα) and others. Saturated fat intake can also impair insulin sensitivity compared to omega-3 fat, which has the opposite effect due to alterations in cell membranes. Obesity is also associated with impaired mitochondrial function. Fat excess favors the production of malonyl-CoA, which reduces GLUT4 efficiency. The tricarboxylic acid cycle and beta-oxidation are temporarily uncoupled, forming metabolite byproducts that augment reactive oxygen species production. Exercise can restore mitochondrial function and insulin sensitivity, which may be crucial for a better prognosis in treating or preventing obesity.

Effects of high-intensity intermittent training on carnitine palmitoyl transferase activity in the gastrocnemius muscle of rats

We examined the capacity of high-intensity intermittent training (HI-IT) to facilitate the delivery of lipids to enzymes responsible for oxidation, a task performed by the carnitine palmitoyl transferase (CPT) system in the rat gastrocnemius muscle. Male adult Wistar rats (160-250 g) were randomly distributed into 3 groups: sedentary (Sed, N = 5), HI-IT (N = 10), and moderate-intensity continuous training (MI-CT, N = 10). The trained groups were exercised for 8 weeks with a 10% (HI-IT) and a 5% (MI-CT) overload. The HI-IT group presented 11.8% decreased weight gain compared to the Sed group. The maximal activities of CPT-I, CPT-II, and citrate synthase were all increased in the HI-IT group compared to the Sed group (P < 0.01), as also was gene expression, measured by RT-PCR, of fatty acid binding protein (FABP; P < 0.01) and lipoprotein lipase (LPL; P < 0.05). Lactate dehydrogenase also presented a higher maximal activity (nmol·min-1·mg protein-1) in HI-IT (around 83%). We suggest that 8 weeks of HI-IT enhance mitochondrial lipid transport capacity thus facilitating the oxidation process in the gastrocnemius muscle. This adaptation may also be associated with the decrease in weight gain observed in the animals and was concomitant to a higher gene expression of both FABP and LPL in HI-IT, suggesting that intermittent exercise is a "time-efficient" strategy inducing metabolic adaptation.

Physical training prevents body weight gain but does not modify adipose tissue gene expression

The relationship of body weight (BW) with white adipose tissue (WAT) mass and WAT gene expression pattern was investigated in mice submitted to physical training (PT). Adult male C57BL/6 mice were submitted to two 1.5-h daily swimming sessions (T, N = 18), 5 days/week for 4 weeks or maintained sedentary (S, N = 15). Citrate synthase activity increased significantly in the T group (P < 0.05). S mice had a substantial weight gain compared to T mice (4.06 ± 0.43 vs 0.38 ± 0.28 g, P < 0.01). WAT mass, adipocyte size, and the weights of gastrocnemius and soleus muscles, lung, kidney, and adrenal gland were not different. Liver and heart were larger and the spleen was smaller in T compared to S mice (P < 0.05). Food intake was higher in T than S mice (4.7 ± 0.2 vs 4.0 ± 0.3 g/animal, P < 0.05) but oxygen consumption at rest did not differ between groups. T animals showed higher serum leptin concentration compared to S animals (6.37 ± 0.5 vs 3.11 ± 0.12 ng/mL). WAT gene expression pattern obtained by transcription factor adipocyte determination and differentiation-dependent factor 1, fatty acid synthase, malic enzyme, hormone-sensitive lipase, adipocyte lipid binding protein, leptin, and adiponectin did not differ significantly between groups. Collectively, our results showed that PT prevents BW gain and maintains WAT mass due to an increase in food intake and unchanged resting metabolic rate. These responses are closely related to unchanged WAT gene expression patterns.

Association of postalimentary lipemia with atherosclerotic manifestations

We identified different lipemic and metabolic responses after the ingestion of a standardized meal by healthy adults and related them to atherosclerotic markers. Samples from 60 normolipidemic adults were collected before and after a liquid meal (40 g fat/m² body surface) at 0, 2, 4, 6, and 8 h for measurements of lipids, free fatty acids (FFA), insulin, cholesteryl ester transfer protein (CETP), autoantibodies to epitopes of oxidized LDL (oxLDL Ab), lipolytic activities, and apolipoprotein E polymorphism. Mean carotid intima-media thickness (cIMT) was determined by Doppler ultrasound. The volunteers were classified into early (N = 39) and late (N = 31) triacylglycerol (TAG) responders to the test meal. Late responders showed lower HDL cholesterol concentration at fasting and in the TAG peak, lower insulin and higher FFA concentrations compared to early responders. Multivariate regression analyses showed that mean cIMT was associated with gender (male) and age in early responders and by cholesterol levels at the 6th hour in late responders. oxLDL Ab were explained by lipoprotein lipase and negatively by hepatic lipase and oxLDL Ab (fasting period) by CETP (negative) and FFA (positive). This study is the first to identify a postalimentary insulin resistance state, combined with a reduced CETP response exclusively among late responders, and the identification of the regulators of postalimentary atherogenicity. Further research is required to determine the metabolic mechanisms described in the different postalimentary phenotypes observed in this study, as well as in different pathological states, as currently investigated in our laboratory.

Effect and the probable mechanisms of silibinin in regulating insulin resistance in the liver of rats with non-alcoholic fatty liver

Our previous study has shown that reduced insulin resistance (IR) was one of the possible mechanisms for the therapeutic effect of silibinin on non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in rats. In the present study, we investigated the pathways of silibinin in regulating hepatic glucose production and IR amelioration. Forty-five 4- to 6-week-old male Sprague Dawley rats were divided into a control group, an HFD group (high-fat diet for 6 weeks) and an HFD + silibinin group (high-fat diet + 0.5 mg kg-1·day-1 silibinin, starting at the beginning of the protocol). Both subcutaneous and visceral fat was measured. Homeostasis model assessment-IR index (HOMA-IR), intraperitoneal glucose tolerance test and insulin tolerance test (ITT) were performed. The expression of adipose triglyceride lipase (ATGL) and of genes associated with hepatic gluconeogenesis was evaluated. Silibinin intervention significantly protected liver function, down-regulated serum fat, and improved IR, as shown by decreased HOMA-IR and increased ITT slope. Silibinin markedly prevented visceral obesity by reducing visceral fat, enhanced lipolysis by up-regulating ATGL expression and inhibited gluconeogenesis by down-regulating associated genes such as Forkhead box O1, phosphoenolpyruvate carboxykinase and glucose-6-phosphatase. Silibinin was effective in ameliorating IR in NAFLD rats. Reduction of visceral obesity, enhancement of lipolysis and inhibition of gluconeogenesis might be the underlying mechanisms.

Lipases microbianas na produção de ésteres formadores de aroma

Foram testadas cinco lipases microbianas produzidas no Laboratório de Bioquímica de Alimentos-FEA-UNICAMP, quanto à capacidade de catalisar a síntese de ésteres formadores de aroma por esterificação em meio isento de solvente orgânico. A natureza da enzima assim como o tamanho da cadeia dos ácidos afetaram as taxas de conversão obtidas.Os melhores resultados obtidos foram 88 % de conversão na síntese de laurato de isoamila e 72% para propionato de isoamila pela lipase de Rhizopus sp após 24 horas de incubação, seguido de 82% de conversão na síntese de acetato de isopropila por Alcaligenes sp após 24 horas de incubação.

Síntese de esteres terpenóides por via enzimática: influência do tamanho da cadeia alifática do ácido graxo e da estrutura do álcool de terpeno

A especificidade de uma preparação comercial de lipase imobilizada, com relação a molécula ácida e alcoólica do substrato, foi estudada através da síntese de diversos ésteres de terpenóides. Na série de reações do citronelol e ácidos graxos com diferentes tamanho de cadeia alifática (C2 a C18), altas taxas de esterificação (95 a 98%) foram alcançadas para ácidos contendo 4 ou mais carbonos. Numa segunda série de experimentos, diferentes álcoois terpenos foram esterificados com ácido butírico, sendo constatado uma influência marcante da estrutura do álcool de terpeno no desempenho desta preparação enzimática. Graus de esterificação maiores que 95% somente foram obtidos para os álcoois primários como citronelol, geraniol e nerol. Álcoois secundários (mentol) e terciários (linalol) não foram esterificados, sob as condições testadas.

Parâmetros reacionais para a síntese enzimática do butirato de butila em solventes orgânicos

A síntese orgânica catalisada por enzimas envolve um mecanismo complexo dependente do tipo de substrato, enzima, solvente orgânico e teor de água no meio reacional. Neste trabalho foi estudado a influência de alguns desses parâmetros no rendimento da esterificação do butanol com ácido butírico, utilizando uma preparação enzimática comercial de lipase. A polaridade e natureza do solvente, bem como a razão molar entre o butanol e ácido butírico, foram considerados os fatores que mais influenciaram o desenvolvimento dessa síntese enzimática.

ATIVIDADE ENZIMÁTICA DE MICRORGANISMOS ISOLADOS DO JACATUPÉ (Pachyrhizus erosus L. Urban)

O isolamento e a identificação de microrganismos produtores de enzimas de interesse comercial, utilizando tubérculos de jacatupé (Pachyrhizus erosus L. Urban), foi o objetivo principal deste trabalho. Isolaram-se microrganismos endofíticos e epifíticos identificados por observação micromorfológica. A avaliação da atividade enzimática das linhagens foi determinada pelo método de difusão em ágar. As sessenta e oito linhagens isoladas dos tubérculos de jacatupé foram cultivadas em meio sólido específico para amilase, lipase, protease e celulase por 96h a 280 C. Os microrganismos epifíticos encontrados foram Pithomyces (7,3%), Aspergillus (19,2%), Fusarium (5,9%) e Trichoderma (5,8%), e os endofíticos foram Mucor (7,3%), Rhizopus (10,3%), Bacillus (19,0%), Staphylococcus (10,3%) e Nocardiopsis (15%). As linhagens de Nocardiopsis sp. apresentaram atividade lipolítica superior à do padrão, porém a atividade amilolítica não apresentou diferença significativa comparada com o padrão. As linhagens de Mucor sp., Pithomyces sp. e Staphylococcus sp. produziram atividade proteolítica abaixo do padrão. Nenhum isolado apresentou atividade celulolítica.

Hidrólise parcial enzimática da gordura de babaçu

Lipases são enzimas de origem animal, vegetal ou microbiana que catalisam a hidrólise total ou parcial de óleos e gorduras, fornecendo ácidos graxos livres, acilgliceróis parciais e glicerol. O trabalho teve como objetivo verificar a ação da lipase comercial FAP (Amano Pharmaceutical Co.) no processo de hidrólise parcial da gordura de babaçu. Foi utilizada a Metodologia de Superfície de Resposta para representar o sistema na região estudada. O tratamento estatístico possibilitou analisar a influência das variáveis indepentes concentração de enzima (3 a 327U/mL) e tempo de reação (1 a 31h) na variável dependente: % de hidrólise. Os resultados experimentais observados nas reações, variaram de 6,52 a 41,44% de hidrólise da gordura de babaçu. Pela aplicação do modelo estatístico, os resultados estimados variaram de 13,57 a 43,80% de hidrólise. O nível de significância foi de 99% para o modelo % de hidrólise. Foi observado que 87,8% da variação da resposta pode ser explicada pela regressão múltipla, demostrando ser bom o ajustamento do modelo aos dados experimentais.

Método simplex supermodificado como estratégia de otimização para respostas combinadas em sistemas alimentares

O presente trabalho teve como objetivo combinar modelagem pela superfície de resposta com otimização simplex supermodificado, para tratamento de casos de interesse na ciência e tecnologia de alimentos, com o emprego da função de Derringer & Suich para respostas combinadas. Um programa para microinformática, denominado MULTIPLEX, foi desenvolvido e testado na otimização multirresposta de três sistemas alimentares selecionados na literatura especializada: 1) inativação da lipoxigenase e lipase preservando-se a atividade da fitase durante o processamento hidrotérmico da cevada; 2) desidratação instantânea de maçã por expansão; 3) extração da proteína da linhaça com hexametafosfato. Uma análise estatística rigorosa foi realizada para testar a capacidade preditiva dos modelos. O método simplex supermodificado, com inicialização automática, foi o instrumento para a solução numérica da função de Derringer & Suich para respostas combinadas. O programa desenvolvido mostrou ser eficiente e confiável para a otimização de multirrespostas, sendo executável em microcomputador que disponha de processador 486 e ambiente MS-DOS.

Influência das variáveis de processo na alcoólise enzimática de óleo de mamona

O potencial de aplicação de lipases em processos biotecnológicos para a modificação de óleos e gorduras tem sido objeto de grande interesse nos meios científico, econômico e industrial nos últimos anos. Além da atividade de hidrólise de ésteres, as lipases podem catalisar uma grande variedade de reações de esterificação, transesterificação e poliesterificação. A transesterificação inclui acidólise, interesterificação e alcoólise. Neste trabalho reações de alcoólise de óleo de mamona para produção de ésteres de ácidos graxos foram estudadas devido a sua importância na obtenção de, por exemplo, agentes de antifricção, emulsificantes, intermediários para produzir uma numerosa quantidade de oleoquímicos e combustível alternativo ao diesel e/ou aditivo ao diesel de petróleo (biodiesel). Neste contexto, foi estudada a etanólise enzimática de óleo de mamona com lipase comercial (Lipozyme IM) usando n-hexano como solvente. Os experimentos foram realizados variando a temperatura, as concentrações de água e enzima no meio reacional e a razão molar óleo-etanol, de acordo com um planejamento de experimentos pré-estabelecidos. Um modelo empírico foi utilizado para avaliar a influência das variáveis de processo no rendimento e, desta forma, as condições de operação que maximizam a produção de ésteres foram estabelecidas para a enzima utilizada.

Características da bacteriocina produzida por Lactococcus lactis ssp. hordniae CTC 484 e seu efeito sobre Listeria monocytogenes em carne bovina

O isolamento de linhagens de bactérias lácticas produtoras de bacteriocinas em carnes e seus produtos derivados resultou na detecção de Lactococcus lactis ssp. hordniae CTC 484, proveniente de frango. A bacteriocina inibiu não apenas uma outra bactéria láctica (Lactobacillus helveticus), mas também microorganismos patogênicos (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Clostridium perfringens e Enterococcus faecalis). Ela foi inativada por causa de enzimas como: alfa-quimotripsina, tripsina, pronase E, ficina, pepsina, papaína e lipase. Além disso, a bacteriocina mostrou-se termoestável, mesmo a temperaturas de autoclavagem (121°C/10 min) e foi produzida em condições de armazenamento sob refrigeração. A bacteriocina mostrou-se ativa dentro de uma ampla faixa de valores de pH (2-10), porém a maior atividade ocorreu em valores menores de pH. A eficiência da linhagem CTC 484, assim como a de sua bacteriocina na redução e inibição do crescimento de Listeria monocytogenes em carne bovina estéril, foram avaliadas. Os resultados indicaram que o tratamento da carne por meio da inoculação desta bactéria contribuiu para o aumento da segurança e extensão da vida útil deste alimento.

Atividade enzimática de isolados de rizóbia nativos da Amazônia Central crescendo em diferentes níveis de acidez

A importância das bactérias conhecidas como rizóbia no estabelecimento de leguminosas tem sido amplamente reconhecida. Porém, poucas são as informações referentes ao perfil enzimático dessas bactérias benéficas. O estudo objetivou investigar a influência do pH do meio sólido sobre a atividade enzimática de rizóbios nativos da Amazônia Central. Essa triagem constitui o primeiro passo no processo de seleção de microorganismos benéficos, como produtores de enzimas de aplicação biotecnológica. Nesse estudo, 64 isolados de rizóbia foram testados para a produção extracelular de amilase, lipase, pectinase e protease, em meio YMA modificado. Excetuando a atividade pectinolítica, todas as outras enzimas (amilase, lipase e protease) foram detectadas nos isolados investigados. Dois isolados (INPA R-975 e INPA R-926) exibiram atividades amilolíticas, lipolíticas e proteolíticas. Os índices enzimáticos amilolíticos e proteolíticos variaram significativamente entre os isolados e as condições de pH do meio de cultura. De maneira geral, as maiores atividades amilolíticas e proteolíticas foram exibidas pelos isolados INPA R-957, INPA R-915B e INPA R-991 em pH 6,5. O isolado INPA R-957 também se mostrou amilolítico e proteolítico nos pHs 5,0 e 8,0. Esse estudo mostrou que alguns rizóbios nativos da Amazônia representam fontes promissoras de amilase e protease de uso biotecnológico, sobretudo na tecnologia de alimentos.