Ischemic post-conditioning attenuates the intestinal injury induced by limb ischemia/reperfusion in rats

The purpose of this study was to investigate the protective effects of ischemic post-conditioning on damage to the barrier function of the small intestine caused by limb ischemia-reperfusion injury. Male Wistar rats were randomly divided into 3 groups (N = 36 each): sham operated (group S), lower limb ischemia-reperfusion (group LIR), and post-conditioning (group PC). Each group was divided into subgroups (N = 6) according to reperfusion time: immediate (0 h; T1), 1 h (T2), 3 h (T3), 6 h (T4), 12 h (T5), and 24 h (T6). In the PC group, 3 cycles of reperfusion followed by ischemia (each lasting 30 s) were applied immediately. At all reperfusion times (T1-T6), diamine oxidase (DAO), superoxide dismutase (SOD), and myeloperoxidase (MPO) activity, malondialdehyde (MDA) intestinal tissue concentrations, plasma endotoxin concentrations, and serum DAO, tumor necrosis factor-α (TNF-α), and interleukin-10 (IL-10) concentrations were measured in sacrificed rats. Chiu’s pathology scores for small intestinal mucosa were determined under a light microscope and showed that damage to the small intestinal mucosa was lower in group PC than in group LIR. In group PC, tissue DAO and SOD concentrations at T2 to T6, and IL-10 concentrations at T2 to T5 were higher than in group LIR (P < 0.05); however, tissue MPO and MDA concentrations, and serum DAO and plasma endotoxin concentrations at T2 to T6, as well as TNF-α at T2 and T4 decreased significantly (P < 0.05). These results show that ischemic post-conditioning attenuated the permeability of the small intestines after limb ischemia-reperfusion injury. The protective mechanism of ischemic post-conditioning may be related to inhibition of oxygen free radicals and inflammatory cytokines that cause organ damage.

Reduction of the amount of intestinal secretory IgA in fulminant hepatic failure

Intestinal barrier dysfunction plays an important role in spontaneous bacterial peritonitis. In the present study, changes in the intestinal barrier with regard to levels of secretory immunoglobulin A (SIgA) and its components were studied in fulminant hepatic failure (FHF). Immunohistochemistry and double immunofluorescent staining were used to detect intestinal IgA, the secretory component (SC) and SIgA in patients with FHF (20 patients) and in an animal model with FHF (120 mice). Real-time PCR was used to detect intestinal SC mRNA in the animal model with FHF. Intestinal SIgA, IgA, and SC staining in patients with FHF was significantly weaker than in the normal control group (30 patients). Intestinal IgA and SC staining was significantly weaker in the animal model with FHF than in the control groups (normal saline: 30 mice; lipopolysaccharide: 50 mice; D-galactosamine: 50 mice; FHF: 120 mice). SC mRNA of the animal model with FHF at 2, 6, and 9 h after injection was 0.4 ± 0.02, 0.3 ± 0.01, 0.09 ± 0.01, respectively. SC mRNA of the animal model with FHF was significantly decreased compared to the normal saline group (1.0 ± 0.02) and lipopolysaccharide group (0.89 ± 0.01). The decrease in intestinal SIgA and SC induced failure of the intestinal immunologic barrier and the attenuation of gut immunity in the presence of FHF.

Maternal protein restriction affects gene expression and enzyme activity of intestinal disaccharidases in adult rat offspring

This study investigated the consequences of intrauterine protein restriction on the gastrointestinal tract and particularly on the gene expression and activity of intestinal disaccharidases in the adult offspring. Wistar rat dams were fed isocaloric diets containing 6% protein (restricted, n = 8) or 17% protein (control, n = 8) throughout gestation. Male offspring (n = 5-8 in each group) were evaluated at 3 or 16 weeks of age. Maternal protein restriction during pregnancy produced offspring with growth restriction from birth (5.7 ± 0.1 vs 6.3 ± 0.1 g; mean ± SE) to weaning (42.4 ± 1.3 vs 49.1 ± 1.6 g), although at 16 weeks of age their body weight was similar to control (421.7 ± 8.9 and 428.5 ± 8.5 g). Maternal protein restriction also increased lactase activity in the proximal (0.23 ± 0.02vs 0.15 ± 0.02), medial (0.30 ± 0.06vs 0.14 ± 0.01) and distal (0.43 ± 0.07vs 0.07 ± 0.02 U·g-1·min-1) small intestine, and mRNA lactase abundance in the proximal intestine (7.96 ± 1.11vs 2.38 ± 0.47 relative units) of 3-week-old offspring rats. In addition, maternal protein restriction increased sucrase activity (1.20 ± 0.02 vs 0.91 ± 0.02 U·g-1·min-1) and sucrase mRNA abundance (4.48 ± 0.51 vs 1.95 ± 0.17 relative units) in the duodenum of 16-week-old rats. In conclusion, the present study shows for the first time that intrauterine protein restriction affects gene expression of intestinal enzymes in offspring.

Effects of propofol on damage of rat intestinal epithelial cells induced by heat stress and lipopolysaccharides

Gut-derived endotoxin and pathogenic bacteria have been proposed as important causative factors of morbidity and death during heat stroke. However, it is still unclear what kind of damage is induced by heat stress. In this study, the rat intestinal epithelial cell line (IEC-6) was treated with heat stress or a combination of heat stress and lipopolysaccharide (LPS). In addition, propofol, which plays an important role in anti-inflammation and organ protection, was applied to study its effects on cellular viability and apoptosis. Heat stress, LPS, or heat stress combined with LPS stimulation can all cause intestinal epithelial cell damage, including early apoptosis and subsequent necrosis. However, propofol can alleviate injuries caused by heat stress, LPS, or the combination of heat stress and LPS. Interestingly, propofol can only mitigate LPS-induced intestinal epithelial cell apoptosis, and has no protective role in heat-stress-induced apoptosis. This study developed a model that can mimic the intestinal heat stress environment. It demonstrates the effects on intestinal epithelial cell damage, and indicated that propofol could be used as a therapeutic drug for the treatment of heat-stress-induced intestinal injuries.

Fluorescent quantitative PCR of Mycobacterium tuberculosis for differentiating intestinal tuberculosis from Crohn's disease

Intestinal tuberculosis (ITB) and Crohn's disease (CD) are granulomatous disorders with similar clinical manifestations and pathological features that are often difficult to differentiate. This study evaluated the value of fluorescent quantitative polymerase chain reaction (FQ-PCR) for Mycobacterium tuberculosis (MTB) in fecal samples and biopsy specimens to differentiate ITB from CD. From June 2010 to March 2013, 86 consecutive patients (38 females and 48 males, median age 31.3 years) with provisional diagnoses of ITB and CD were recruited for the study. The patients' clinical, endoscopic, and histological features were monitored until the final definite diagnoses were made. DNA was extracted from 250 mg fecal samples and biopsy tissues from each patient. The extracted DNA was amplified using FQ-PCR for the specific MTB sequence. A total of 29 ITB cases and 36 CD cases were included in the analysis. Perianal disease and longitudinal ulcers were significantly more common in the CD patients (P<0.05), whereas night sweats, ascites, and circumferential ulcers were significantly more common in the ITB patients (P<0.05). Fecal FQ-PCR for MTB was positive in 24 (82.8%) ITB patients and 3 (8.3%) CD patients. Tissue PCR was positive for MTB in 16 (55.2%) ITB patients and 2 (5.6%) CD patients. Compared with tissue FQ-PCR, fecal FQ-PCR was more sensitive (X2=5.16, P=0.02). We conclude that FQ-PCR for MTB on fecal and tissue samples is a valuable assay for differentiating ITB from CD, and fecal FQ-PCR has greater sensitivity for ITB than tissue FQ-PCR.

Promoting inflammatory lymphangiogenesis by vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C) aggravated intestinal inflammation in mice with experimental acute colitis

Angiogenesis and lymphangiogenesis are thought to play a role in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases (IBD). However, it is not understood if inflammatory lymphangiogenesis is a pathological consequence or a productive attempt to resolve the inflammation. This study investigated the effect of lymphangiogenesis on intestinal inflammation by overexpressing a lymphangiogenesis factor, vascular endothelial growth factor-C (VEGF-C), in a mouse model of acute colitis. Forty eight-week-old female C57BL/6 mice were treated with recombinant adenovirus overexpressing VEGF-C or with recombinant VEGF-C156S protein. Acute colitis was then established by exposing the mice to 5% dextran sodium sulfate (DSS) for 7 days. Mice were evaluated for disease activity index (DAI), colonic inflammatory changes, colon edema, microvessel density, lymphatic vessel density (LVD), and VEGFR-3mRNA expression in colon tissue. When acute colitis was induced in mice overexpressing VEGF-C, there was a significant increase in colonic epithelial damage, inflammatory edema, microvessel density, and neutrophil infiltration compared to control mice. These mice also exhibited increased lymphatic vessel density (73.0±3.9 vs 38.2±1.9, P<0.001) and lymphatic vessel size (1974.6±104.3 vs 1639.0±91.5, P<0.001) compared to control mice. Additionally, the expression of VEGFR-3 mRNA was significantly upregulated in VEGF-C156S mice compared to DSS-treated mice after induction of colitis (42.0±1.4 vs 3.5±0.4, P<0.001). Stimulation of lymphangiogenesis by VEGF-C during acute colitis promoted inflammatory lymphangiogenesis in the colon and aggravated intestinal inflammation. Inflammatory lymphangiogenesis may have pleiotropic effects at different stages of IBD.

Composição e propriedades fisiológico - nutritivas de uma farinha rica em fibra insolúvel obtida do resíduo fibroso de fecularia de mandioca

As indústrias brasileiras de processamento de fécula produzem, como descarte, grandes quantidades de bagaço ou farelo de mandioca que é jogado fora, poluindo o meio ambiente, ou é utilizado na alimentação de animais. A proposta desta pesquisa consiste na utilização do bagaço, descarte da fecularia, como produto para consumo na alimentação humana. Foi preparado, a partir do bagaço coletado na fecularia um produto farináceo identificado como "farinha de mandioca teste", a qual apresentou, em comparação com as farinhas comerciais, alta quantidade (43,1%) de fibra alimentar e baixa quantidade (47,1%) de amido. Os teores de proteína, lipídeo e cinzas foram semelhantes ao das farinhas comerciais. A "farinha teste" foi usada no preparo de dietas semi-sintéticas para ratos em crescimento nas concentrações de 11,6 , 34,8 e 58,0%; farinhas adquiridas no comércio foram usadas como referência. A freqüência de defecações, o peso das fezes úmidas e secas e o volume das fezes secas foram maiores para os grupos supridos com dietas contendo a "farinha teste", em comparação com os grupos que receberam a farinha do comércio, mas, com relação aos valores dos quocientes de eficiência alimentar (QEA) e protéica (PERop) não houve diferença significativa entre as duas farinhas. Uma redução no ganho de peso corpóreo dos animais, resultante de diminuição da ingestão de alimento, foi observado para os tratamentos contendo a farinha teste. Tais resultados permitiram concluir que a "farinha de mandioca teste" apresentou propriedades fisiológicas, em nível intestinal, características da fibra alimentar insolúvel e, em vista disso, constitui-se numa fonte potencial de fibra para a alimentação humana. O bagaço de mandioca produzido como descarte nas fecularias poderá ser aproveitado como matéria-prima para a produção de uma farinha de mandioca rica em fibra alimentar insolúvel, característica distinta das farinhas de mandioca existentes no comércio.

Preparo de hidrolisados protéicos para a análise de aminoácidos

Amostras de milho, farelo de soja e hidrolisado ácido de caseína foram submetidas à hidrólise ácida em estufa (110 ± 5°C, durante 22horas) com ácido clorídrico 6 N, em ampolas de vidro seladas sob vácuo. Os hidrolisados foram preparados por quatro métodos: 1) evaporação em evaporador rotativo sob vácuo; 2) evaporação em câmaras a vácuo em presença de pastilhas de NaOH; 3) evaporação em bloco de aquecimento sob fluxo de argônio; 4) neutralização com solução padrão de citrato/NaOH. Os aminoácidos foram separados e quantificados em analisador específico Beckman System 6300 com derivatização pós-coluna por ninidrina. O método de neutralização dos reagentes da hidrólise apresentou os melhores resultados considerando todos os aminoácidos. Além disso, foi mais rápido e prático no preparo de um grande número de amostras. Quanto aos métodos de evaporação, o uso de evaporador rotativo apresentou perdas significativas apenas para treonina e serina na amostra farelo de soja; sob fluxo de argônio observou-se baixos teores para treonina, fenilalanina e lisina; em câmara sob vácuo verificou-se perdas significativas para treonina, serina e tirosina.

Preparo e caracterização de microcápsulas de oleoresina de páprica obtidas por atomização

A páprica (Capsicum annuum L.) é um corante vermelho largamente empregado na indústria de alimentos. Entretanto, por ser à base de carotenóides este produto é suscetível à oxidação. Assim, o objetivo deste trabalho foi microencapsular oleoresina de páprica, avaliar a morfologia das microcápsulas, a distribuição e o tamanho das partículas e a solubilidade. Para tanto, foi utilizado o processo de microencapsulação por atomização e os agentes encapsulantes goma arábica e grânulos porosos de amido/gelatina. A avaliação morfológica, feita por microscopia eletrônica de varredura, mostrou que as microcápsulas elaboradas com goma arábica possuíam formato arredondado, com concavidades, sem poros ou rachaduras, paredes contínuas e o recheio estava distribuído em vacúolos nas paredes; já as produzidas com grânulos porosos de amido/gelatina apresentavam formato arredondado, paredes formadas pela aglomeração dos grânulos e coladas pela gelatina, entretanto, apresentavam poros ou interstícios. A distribuição do tamanho de partículas apresentou comportamento unimodal, com tamanho médio de 16 e 20,3µm para as microcápsulas produzidas com goma e amido/gelatina, respectivamente. Portanto, foi possível microencapsular oleoresina de páprica pelo método de atomização, com os dois agentes encapsulantes testados; a análise da morfologia deu indícios de que a oleoresina estaria mais protegida quando encapsulada em goma arábica; as temperaturas utilizadas na microencapsulação foram adequadas; as microcápsulas apresentaram tamanhos dentro da faixa obtida para este tipo de processo e excelente solubilidade.

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Os índices séricos de glicose e lipídios, a microbiota intestinal e a produção de ácidos graxos voláteis de cadeias curtas (AGV) foram determinados em ratos Wistar submetidos às dietas: padrão (AIN-P), padrão modificada (AIN-M) e às dietas contendo frações de parede celular de levedura: glicana insolúvel (GI), manana (M) e glicana mais manana (G+M), como única fonte de fibra alimentar. O fracionamento da parede celular (PC) foi realizado por processos físicos e químicos de extração, centrifugação e secagem em "spray dryer". Os índices séricos foram dosados através de "kits" comerciais. A microbiota e a produção de AGV foram determinadas nos conteúdos intestinais, incluindo cólon, ceco e reto. Considerando os níveis de colesterol no tempo (T0) e no tempo 28 (T28), as dietas AIN-P, AIN-M e M apresentaram efeito hipocolesterolêmico, tendo em vista que a composição das dietas eram de natureza hipercolesterolêmica. Em relação à glicose sérica, no tempo (T0) observou-se uma elevação geral da glicemia, sugerindo um efeito hiperglicêmico das dietas estudadas. A dieta G+M foi a que apresentou valores significantemente mais elevados de lipídios séricos no tempo T14, e os níveis mais baixos foram observados na dieta M e na dieta GI no T14 e nas dietas AIN-M e AIN-P. A dieta AIN-P foi a que apresentou valor significantemente mais elevado de triacilgliceróis nos tempos T14 e T28. Os níveis mais baixos nos tempos T14 foram constatados para as dietas G+M e GI e no tempo T28 para as dietas AIN-M e M. De um modo geral, não houve modificações significativas na microbiota intestinal dos animais em nenhuma das dietas. Dentre os AGV, o ácido acético foi o predominante, seguido do propiônico e do butírico, em todas as dietas estudadas.

Avaliação do efeito fisiológico da farinha de semente de abóbora (Cucurbita maxima, L.) no trato intestinal de ratos

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito fisiológico da Farinha de Semente de Abóbora (FSA) no trato intestinal de ratos Wistar machos recém desmamados, submetidos a dietas experimentais contendo Farinhas de Semente de Abóbora (FSAs) integral, peneirada e residual, por 10 dias. As dietas experimentais foram obtidas substituindo-se 30% do valor total de amido e dextrina, da ração controle, pela FSA correspondente. As farinhas e rações controle e experimentais foram caracterizadas quimicamente. Os animais divididos em grupos foram avaliados quanto ao crescimento, consumo, material fecal e pH cecal. As FSAs e rações experimentais apresentaram relevantes teores de fibras alimentares, proteínas e lipídios. Dietas contendo FSAs integral, peneirada e residual levaram a um ganho ponderal e ingestão similar entre todos os grupos. Em relação ao grupo controle, os animais experimentais submetidos a dietas contendo FSAs apresentaram maior volume e peso fecais (p < 0,05), além de significativa excreção de fibra insolúvel, em especial o grupo FSA residual. Apenas a FSA residual proporcionou queda (p < 0,05) do pH cecal. Os resultados obtidos indicam o potencial da FSA como fonte de fibra e sua capacidade em atuar aumentando peso e volume fecal, promovendo laxação.

Chá verde brasileiro (Camellia sinensis var assamica): efeitos do tempo de infusão, acondicionamento da erva e forma de preparo sobre a eficiência de extração dos bioativos e sobre a estabilidade da bebida

Os estudos do chá verde brasileiro (Camellia sinensis var assamica) ainda são escassos quando comparados aos realizados com chás verdes produzidos em outros países. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os efeitos do tempo de infusão, forma de acondicionamento da erva (a granel ou em sachês) e forma de preparo da bebida na extração dos biativos do chá verde brasileiro e na estabilidade da bebida obtida. Foram avaliados os parâmetros sólidos solúveis e compostos fenólicos extraídos, bem como as propriedades antioxidantes da bebida pelo método DPPH (radicais 2,2-difenil-1-picrilhidrazil). Os dados obtidos evidenciam que o uso da erva a granel sob agitação e tempo de infusão de 5 minutos foi a condição mais propícia para a extração dos bioativos do chá verde. Aumentando-se o volume de preparação da bebida sem alteração da razão erva:água, aumentou-se a eficiência da extração dos bioativos, devido ao fato de que o resfriamento de volumes maiores é mais demorado que o resfriamento de volumes menores. As bebidas obtidas foram estáveis por 24 horas em temperatura ambiente e em geladeira, visto não terem sido detectadas redução das propriedades antioxidantes e variações significativas dos seus principais bioativos epigalocatequina galato, epicatequina, catequina e cafeína.

Roles of keratins in intestinal health and disease

Intermediate filament keratins (K) play a pivotal role in protein targeting and epithelialcytoprotection from stress as evidenced by keratin mutations predisposing to human liver and skin diseases and possibly inflammatory bowel disease (IBD). The K8-null (K8-/-) mice exhibit colonic phenotype similar to IBD and marked spontaneous colitis, epithelial hyperproliferation, decreased apoptosis, mistargeting of proteins leading to defective ion transport and diarrhea. The K8-heterozygote (K8+/-) mouse colon appears normal but displays a defective sodium (Na+) and chloride (Cl-) transport similar to, but milder than K8-/-. Characterization of K8+/- colon revealed ~50% less keratins (K7, K8, K19, K20) compared to K8 wild type (K8+/+). A similar ~50% decrease was seen in K8+/- mRNA levels as compared to K8+/+, while the mRNA levels for the other keratins were unaltered. K8+/- keratins were arranged in a normal colonic crypt expression pattern, except K7 which was expressed at the top of crypts in contrast to K8+/+. The K8+/- colon showed mild hyperplasia but no signs of inflammation and no resistance to apoptosis. Experimental colitis induced by using different concentrations of dextran sulphate sodium (DSS) showed that K8+/- mice are slightly more sensitive to induced colitis and showed a delayed recovery compared to K8+/+. Hence, the K8+/- mouse with less keratins and without inflammation, provided a novel model to study direct molecular mechanisms of keratins in intestinal homeostasis and ion transport. Different candidate ion transporters for a possible role in altered ion transport seen in the K8-/- and K8+/- mouse colon were evaluated. Besides normal levels of CFTR, PAT-1 and NHE-3, DRA mRNA levels were decreased 3-4-fold and DRA protein nearly entirely lost in K8-/- caecum, distal and proximal colon compared to K8+/+. In K8+/- mice, DRA mRNA levels were unaltered while decreased DRA protein level and patchy distribution was detected particularly in the proximal colon and as compared to K8+/+. DRA was similarly decreased when K8 was knocked-down in Caco-2 cells, confirming that K8 levels modulate DRA levels in an inflammation-independent manner. The dramatic loss of DRA in colon and caecum of K8-/- mice was responsible for the chloride transport defect. The milder ion transport in K8+/- colon might be related to DRA suggesting a role for K8 in regulation of DRA expression and targeting. The current study demonstrates the importance of keratins in stress protection and cell signaling. Furthermore, we have also successfully developed a novel, simple, fast, cost effective, non-invasive in vivo imaging method for the early diagnosis of murine colitis with specificity for both genetic and experimental colitis. The said modality provides continuous measurements of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) and minimizes the use of an increased number of experimental animals by using a luminal derivative chemiluminescent probe, L-012 which provides a cost-effective tool to study the level and longitudinal progression of colitis.

Método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para o teste de tetrazólio

O teste de tetrazólio é um método rápido e eficaz para avaliar a viabilidade e o vigor de sementes. O presente trabalho teve por objetivo padronizar o método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para a avaliação do potencial fisiológico pelo teste de tetrazólio. Foram testados os seguintes métodos de preparo das sementes: corte longitudinal mediano através do tegumento, endosperma e embrião; corte longitudinal diagonal sem atingir o eixo embrionário; remoção do tegumento; remoção do tegumento com corte longitudinal mediano através do endosperma e embrião; e remoção do tegumento com corte longitudinal mediano, paralelo aos cotilédones, através do endosperma e embrião. Antes dos preparos, as sementes foram pré-condicionadas entre papel toalha umedecido por 18 horas a 30ºC, e após os preparos, as sementes foram imersas na solução de tetrazólio na concentração de 0,5% e mantidas em câmara escura a 35ºC para o desenvolvimento da coloração. Avaliou-se a uniformidade da coloração das sementes após cada preparo, por meio da comparação entre eles. Para a avaliação do potencial fisiológico das sementes de mamoneira pelo teste de tetrazólio o método indicado de preparo é a remoção do tegumento, com posterior corte longitudinal e mediano, no sentido do comprimento, através do endosperma e embrião.