Effect of undernutrition on the metabolism of phospholipids and gangliosides in developing rat brain

1. Phospholipid content of brains of 3- or 8-week-old undernourished rats was 7--9% less than that for the corresponding control animals and this deficit could not be made up by rehabilitation. Phosphatidyl ethanolamine and plasmalogen were the components most affected in brains of undernourished rats. 2. Incorporation of 32P into phospholipids by brain homogenates was 28% higher in 3-week-old undernourished rats. It is suggested that enhanced phospholipid metabolism in undernourished animals may be related to behavioural alterations noted previously (Sobotka, Cook & Brodie, 1974). 3. Ganglioside concentrations in 3- and 8-week-old undernourished animals were 14% and 11.5% less respectively than those of the control animals and this difference could be made up by rehabilitation. [14C]Glucosamine incorporation in vivo into brain gangliosides was not affected by undernutrition.

Studies on the metabolism of l-menthol in rats

Metabolism of l-menthol in rats was investigated both in vivo and in vitro. Metabolites isolated and characterized from the urine of rats after oral administration (800 mg/kg of body weight/day) of l-menthol were the following: p-menthane-3,8-diol (II), p-menthane-3,9-diol (III), 3,8-oxy-p-menthane-7-carboxylic acid (IV), and 3,8-dihyroxy-p-menthane-7-carboxylic acid (V). In vivo, the major urinary metabolites were compounds II and V. Repeated oral administration (800 mg/kg of body weight/day) of l-menthol to rats for 3 days resulted in the increase of both liver microsomal cytochrome P-450 content and NADPH-cytochrome c reductase activity by nearly 80%. Further treatment (for 7 days total) reduced their levels considerably, although the levels were still higher than the control values. Both cytochrome b5 and NADH-cytochrome c reductase levels were not changed during the 7 days of treatment. Rat liver microsomes readily converted l-menthol to p-menthane-3,8-diol (II) in the presence of NADPH and O2. This activity was significantly higher in microsomes obtained from phenobarbital (PB)-induced rats than from control microsomal preparations, whereas 3-methylcholanthrene (3-MC)-induced microsomes failed to convert l-menthol to compound II in the presence of NADPH and O2. l-Menthol elicited a type I spectrum with control (Ks = 60.6 microM) and PB-induced (Ks = 32.3 microM) microsomes whereas with 3MC-induced microsomes it produced a reverse type I spectrum.

A role for calcium in gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) stimulated secretion of chorionic gonadotrophin by first trimester human placental minces in vitro

In vitro studies using first-trimester human placental minces have shown that stimulation of human chorionic gonadotrophin (hCG) secretion by gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) is dependent upon the presence of extracellular calcium. Addition of GnRH to first-trimester placental minces in vitro was found to stimulate 45Ca2+ uptake into placental minces, and the process was associated with an increase in immunoreactive hCG in the medium. Addition of GnRH to placental minces preloaded with 45Ca2+ stimulated the efflux of 45Ca2+ within one minute. The calmodulin inhibitors chlorpromazine andtrifluoperazine inhibited the basal uptake and efflux of 45Ca2+ suggesting the involvement of calmodulin in the mobilization of calcium in the placenta.

T-type calcium channel:from physiological function to therapeutical targeting – Exploring neuronal development

Tämän tutkimuksen tarkoitus oli tutkia T-tyypin kalsiumkanavan toimintaa ja sen mahdollista roolia neuronaalisten kantasolujen migraatiossa. T-tyypin kalsiumkanavan tehtävän kehittyneissä aivoissa tiedetään olevan elektroenkefalografisten oskillaatioiden tuottaminen. Nämä taas ovat eräiden fysiologisten ja patofysiologisten tapahtumien säätelyssä avainasemassa. Tällaisia tapahtumia ovat uni, muisti, oppiminen ja epileptiset poissaolokohtaukset. Näiden lisäksi T-tyypin kalsiumkanavalla on myös periferaalisia vaikutuksia, mutta tämä tutkielma keskittyy sen neuronaalisiin toimintoihin. Tämän matalan jännitteen säätelemän kanavan toiminta neurogeneesin aikana on vähemmän tutkittua ja tunnettua kuin sen vaikutukset kehittyneissä aivoissa. T-tyypin kalsiumkanavan tiedetään edistävän kantasolujen proliferaatiota ja erilaistumista neurogeneesiksen aikana, mutta vaikutukset niiden migraatioon ovat vähemmän tunnetut. Tämä tutkimus näyttää T-tyypin kalsiumkanavan todennäköisesti osallistuvan neuronaaliseen migraatioon hiiren alkion subventrikkeli alueelta eristetyillä kanta- tai progeniittorisoluilla tehdyissä kokeissa. Selektiiviset T-tyypin kalsiumkanavan antagonistit, etosuksimidi, nikkeli ja skorpionitoksiini, kurtoxin hidastivat migraatiota erilaistuvissa progeniittorisoluissa. Tämä tutkimus koostuu kirjallisuuskatsauksesta ja kokeellisesta osasta. Tämän tutkimuksen toinen tarkoitus oli esitellä vaihtoehtoinen lähestymistapa invasiiviselle kantasoluterapialle, joka vaatii kantasolujen viljelyä ja siirtämistä ihmiseen. Tämä toinen tapa on endogeenisten kantasolujen eiinvasiivinen stimulointi, jolla ne saadaan migratoitumaan kohdekudokseen, erilaistumaan siellä ja tehtävänsä suoritettuaan lopettamaan jakaantumisen. Non-invasiivinen kantasoluterapia on vasta tiensä alussa, ja tarvitsee farmakologista osaamista kehittyäkseen. Joitain onnistuneita ei-invasiivisia hoitoja on jo tehty selkärangan vaurioiden korjaamisessa. Vastaavanlaisia menetelmiä voitaisiin käyttää myös keskushermoston vaurioiden ja neurodegeneratiivisten sairauksien hoidossa. Näiden menetelmien kehittäminen vaatii endogeenisten kantasoluja inhiboivien ja indusoivien mekanismien tuntemista. Yksi tärkeä kantasolujen erilaistumista stimuloiva tekijä on kalsiumioni. Jänniteherkät kalsiumkanavat osallistuvat kaikkiin neurogeneesiksen eri vaiheisiin. T-tyypin kalsiumkanava, joka ekspressoituu suuressa määrin keskushermoston kehityksen alkuvaiheessa ja vähenee neuronaalisen kehityksen edetessä, saattaa olla oleellisessa asemassa progeniittorisolujen ohjaamisessa.

Amino acid-lanthanide interactions, Part 2. The X-ray crystal structures of lanthanide and calcium complexes of 1-amino-cyclohexane-1-carboxylic acid (Acc6)

The structures of [Nd-2(Acc(6))(H2O)(6)](ClO4)(6) .(H2O)(6) (1) [Er-2(Acc(6))(4)(H2O)(8)](ClO4)(6) .(H2O)(11) (2) and [Ca-5(Acc(6))(12)(H2O)(6)](ClO4)(10).(H2O)(4) (3) (Acc(6) = 1-aminocyclohexane-1-carboxylic acid) have been determined by X-ray crystallography. The lanthanide complexes 1 and 2 are dimeric in which two lanthanide cations are bridged by four carboxylato groups of Acc(6) molecules. In addition, the neodymium complex (1) features the unidentate coordination of the carboxyl group of an Acc(6) molecule in place of a water molecule in the erbium complex (2). The coordination number in both 1 and 2 is eight. The calcium Acc(6) complex (3) is polymeric; three different calcium environments are observed in the asymmetric unit. Two calcium ions are hexa-coordinated and one is hepta-coordinated. Considerable differences are observed between the solid state structures of Ln(III) and Ca-II complexes of Acc(6

Studies on neurotransmitter-stimulated phospholipid metabolism with cerebral tissue suspensions: A possible biochemical correlate of synaptogenesis in normal and undernourished rats

The phenomenon of neurotransmitter-stimulated incorporation of32Pi into phosphatidic acid and inositol phosphatides (neurotransmitter effect) in developing brain was studied in vitro as a possible measure of synaptogenesis. While the neurotransmitter effect was not observed with brain homogenates, highly consistent and significant effects were noted with brain tissue suspensions obtained by passing the tissue through nylon bolting cloth. The magnitude of the effect decreased with the increase in mesh number. Maximum stimulations obtained with the 33 mesh adult brain cortex preparations (mean±S.E.M. of6experiments) were203 ± 8%, 316 ± 11 % and150 ± 8% with 10−3 M acetylcholine (ACh) + 10−3 M eserine; 10−2 M norepinephrine (NE) and 10−2 M serotonin (5-HT), respectively. Experiments with developing rat brain at 7, 14 and 21 days of age showed that the neurotransmitter effects due to ACh, NE and 5-HT increase progressively in different regions of the brain but that there are marked regional differences. It is suggested that the neurotransmitter effect is a valid biochemical correlate of synaptogenesis. In rats undernourished from birth t0 21 days of age, by increasing the litter size, the neurotransmitter effect with ACh, NE or 5-HT was not altered in the cortex but was significantly reduced in the brain stem. In cerebellum the effects due to ACh and NE were significantly altered, while that with 5-HT was unaffected. It is concluded that cholinergic, adrenergic and serotonergic synapses are relatively unaffected in the cortex but are significantly affected in the brain stem by undernutrition. In the cerebellum of undernourished rats the adrenergic and cholinergic, but not serotonergic systems, are altered.

Triacylglycerol lipolysis is linked to sphingolipid and phospholipid metabolism of the yeast Saccharomyces cerevisiae

Previous work from our laboratory had demonstrated that deletion of TGL3 encoding the major yeast triacylglycerol (TAG) lipase resulted in decreased mobilization of TAG, a sporulation defect and a changed pattern of fatty acids, especially increased amounts of C22:0 and C26:0 very long chain fatty acids in the TAG fraction K. Athenstaedt and G. Daum, J. Biol. Chem. 278 (2003) 23317-23323]. To study a possible link between TAG lipolysis and membrane lipid biosynthesis, we carried out metabolic labeling experiments with wild type and deletion strains bearing defects in the three major yeast TAG lipases, Tgl3p, Tgl4p and Tgl5p. Using H-3]inositol. P-32]orthophosphate, 3H]palmitate and C-14]acetate as precursors for complex lipids we demonstrated that tgl mutants had a lower level of sphingolipids and glycerophospholipids than wild type. ESI-MS/MS analyses confirmed that TAG accumulation in these mutant cells resulted in reduced amounts of phospholipids and sphingolipids. In vitro and in vivo experiments revealed that TAG lipolysis markedly affected the metabolic flux of long chain fatty acids and very long chain fatty acids required for sphingolipid and glycerophospholipid synthesis. Activity and expression level of fatty acid elongases, Elo1p and Elo2p were enhanced as a consequence of reduced TAG lipolysis. Finally, the pattern of phosphatidylcholine, phosphatidylethanolamine and phosphatidylserine molecular species was altered in tgl deletion strain underlining the important role of TAG turnover in maintaining the pool size of these compounds and the remodeling of complex membrane lipids. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Vapor-Pressure Of Calcium Corresponding To The Reduction Of Calcia By Aluminum

The equilibrium pressure of calcium corresponding to the reduction reaction 6CaO (s) + 2Al (l) half-arrow-right-over-half-arrow-left 3CaO.Al2O3 (s) + 3Ca (g) has been measured by Knudsen effusion - mass loss analysis in the temperature range 1190 - 1500 K. The measured vapour pressure can be expressed as a function of temperature by the relation: log p(Ca) (Pa) = -10,670/T + 9.267 The calcium generated is partially absorbed by aluminium to form an alloy. The equilibrium composition of the alloy at 1373 K was found to be 22 mol% Ca - 78 mol% Al. The measured vapour pressure is in good agreement with that computed from thermodynamic data.

Molekyylibiologisten menetelmien kehittäminen ihmisen suoliston sulfaattia pelkistävien bakteerien määrittämiseksi

Ihmisen ruuansulatuskanavan bakteeriston kehitys alkaa syntymästä, jolloin ensimmäiset bakteerit kansoittavat steriilin ruuansulatuskanavan. Bakteeristo kehittyy perimän, ympäristön ja varhaisen ruokavalion vaikutuksesta kohti monimuotoisempaa bakteeripopulaatiota. Aikuisen ruuansulatuskanavan normaalibakteeristo on varsin muuttumaton, mutta siihen vaikuttavat monet tekijät, kuten ikä, terveydentila, ruokavalio ja antibioottien käyttö. Bakteeriston koostumus vaihtelee ruuansulatuskanavan eri osissa ja bakteerimäärä kasvaa kohti paksusuolta, ollen paksusuolessa ja ulosteessa peräti 1010-1012 pmy/ml. Suurin osa ruuansulatuskanavan bakteereista on anaerobeja. Ruuansulatuskanavan bakteeristo vaikuttaa muun muassa suoliston kehittymiseen ja hiilihydraattien ja proteiinien hajotukseen sekä toimii osana immuunipuolustusta. Sulfaattia pelkistävät bakteerit (SRB) ovat monimuotoinen ryhmä pääosin anaerobisia bakteereita, jotka käyttävät aineenvaihdunnassaan elektronin vastaanottajana sulfaattia muuttaen sen lopulta sulfidiksi. SRB:t ovat sopeutuneet useisiin erilaisiin ympäristöihin. Niitä tavataan mm. vesistöjen sedimenteissä sekä ihmisen ruuansulatuskanavassa. Ihmisen ruuansulatuskanavassa on SRB:ta n. 105-108 pmy/g, ja niitä on löydetty erityisesti anaerobisista osista kuten suun ientaskuista ja paksusuolesta. SRB:t voivat olla haitaksi ruuansulatuskanavalle tuottamansa sulfidin vuoksi, joka esiintyy vesiliuoksessa vetysulfidina. Tämän on havaittu olevan toksista suoliston epiteelisoluille. Viimeaikoina on kiinnostuttu sulfaatinpelkistäjien yhteydestä suoliston sairaustiloihin, kuten tulehduksellisiin suolistosairauksiin (IBD). Pro gradu -tutkimukseni tavoitteena oli kehittää PCR-DGGE- ja qPCR-menetelmät ulosteen sulfaattia pelkistävien bakteerien määritykseen. Kohdegeeninä menetelmänkehityksessä käytettiin dsrAB-geeniä, joka koodaa dissimilatorista sulfiitinpelkistysentsyymiä. dsrAB-geeni on sulfaatinpelkistäjille ominainen konservoitunut geenialue, johon perustuvia tutkimuksia ei vielä ole paljon ihmispuolelta. qPCR-menetelmä saatiin optimoitua herkäksi ja spesifiseksi käyttäen dsrA-geenispesifisiä alukkeita, mutta PCR-DGGE-menetelmää ei saatu optimoitua käytössä olleilla alukkeilla, jotka monistivat PCR-DGGE:ssa myös negatiivikontrollikantoja. Tutkittaessa qPCR:lla IBD:tä (Crohn ja ulseratiivinen koliitti) sairastavien lasten ja terveiden kontrollihenkilöiden ulostenäytteistä eristettyä DNA:ta, merkittävää eroa SRB-määrissä ei havaittu eri ryhmien välillä. Crohnin tautia sairastavien aktiivisen vaiheen ja oireettoman vaiheen näytteiden välillä oli kuitenkin tilastollisesti merkitsevä ero (SRB-määrät; oireeton vaihe>oireellinen vaihe) (P <0,05).