Um panorama atual da química e da farmacologia de naftoquinonas, com ênfase na beta-lapachona e derivados

Naphthoquinones have been extensively studied due to their activity as topoisomerase inhibitors. These enzymes are critical to DNA replication in cells. In addition, naphthoquinones have been shown to induce what are known as "reactive oxygen species" that can cause damage to cells. beta-Lapachone is a very important pyranaphthoquinone obtained from the heartwood of the lapacho tree, Tabebuia avellanedae Lorentz ex. Griseb. (Bignoniaceae), and other Tabebuia trees native to Central and South America and chemically from lapachol. beta-Lapachone has a diversity of useful biological activities against various cancer cell lines such as human ovarian and prostate tumors and, at lower doses is a radiosensitizer of several human cancer cell lines. It gives rise to a variety of effects in vitro including the inhibition or activation of topoisomerase I an II in a distinct manner from that of other topoisomerase inhibitors. This review intend to discuss some details of the mechanisms of quinone-induced cell damage and death, and we also summarize results of the literature indicating that b-Lapachone may take part in quinone-elicited apoptosis despite the fact that its mechanism of action in vivo and its targets are still unknown.

Estresse oxidativo: relação entre geração de espécies reativas e defesa do organismo

This work describes the mechanism of action of some reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) in the oxidative stress of the human body, and their consequences on damage to DNA, RNA, proteins and lipids. It also illustrates the defense system of our organism against these ROS and RNS species. The action of nonenzymatic protection systems is reported, with emphasis on micromolecules like Q10 coenzyme, vitamin C, alpha-tocopherol, carotenoids and flavonoids. The importance of flavonoids is also emphasized, and their body protection mechanism is detailed.

Maritime Safety in the Gulf of Finland. Review on Policy Instruments

Suomenlahden lisääntynyt meriliikenne on herättänyt huolta meriliikenteen turvallisuuden tasosta, ja erityisesti Venäjän öljyviennin kasvu on lisännyt öljyonnettomuuden todennäköisyyttä Suomenlahdella. Erilaiset kansainväliset, alueelliset ja kansalliset ohjauskeinot pyrkivät vähentämään merionnettomuuden riskiä ja meriliikenteen muita haittavaikutuksia. Tämä raportti käsittelee meriturvallisuuden yhteiskunnallisia ohjauskeinoja: ohjauskeinoja yleisellä tasolla, meriturvallisuuden keskeisimpiä säätelijöitä, meriturvallisuuden ohjauskeinoja ja meriturvallisuuspolitiikan tulevaisuuden näkymiä, ohjauskeinojen tehokkuutta ja nykyisen meriturvallisuuden ohjausjärjestelmän heikkouksia. Raportti on kirjallisuuskatsaus meriturvallisuuden yhteiskunnalliseen sääntelyn rakenteeseen ja tilaan erityisesti Suomenlahden meriliikenteen näkökulmasta. Raportti on osa tutkimusprojektia ”SAFGOF - Suomenlahden meriliikenteen kasvunäkymät 2007 - 2015 ja kasvun vaikutukset ympäristölle ja kuljetusketjujen toimintaan” ja sen työpakettia 6 ”Keskeisimmät riskit ja yhteiskunnalliset vaikutuskeinot”. Yhteiskunnalliset ohjauskeinot voidaan ryhmitellä hallinnollisiin, taloudellisiin ja tietoohjaukseen perustuviin ohjauskeinoihin. Meriturvallisuuden edistämisessä käytetään kaikkia näitä, mutta hallinnolliset ohjauskeinot ovat tärkeimmässä asemassa. Merenkulun kansainvälisen luonteen vuoksi meriturvallisuuden sääntely tapahtuu pääosin kansainvälisellä tasolla YK:n ja erityisesti Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) toimesta. Lisäksi myös Euroopan Unionilla on omaa meriturvallisuuteen liittyvää sääntelyä ja on myös olemassa muita alueellisia meriturvallisuuden edistämiseen liittyviä elimiä kuten HELCOM. Joitakin meriturvallisuuden osa-alueita säädellään myös kansallisella tasolla. Hallinnolliset meriturvallisuuden ohjauskeinot sisältävät aluksen rakenteisiin ja varustukseen, alusten kunnon valvontaan, merimiehiin ja merityön tekemiseen sekä navigointiin liittyviä ohjauskeinoja. Taloudellisiin ohjauskeinoihin kuuluvat esimerkiksi väylä- ja satamamaksut, merivakuutukset, P&I klubit, vastuullisuus- ja korvauskysymykset sekä taloudelliset kannustimet. Taloudellisten ohjauskeinojen käyttö meriturvallisuuden edistämiseen on melko vähäistä verrattuna hallinnollisten ohjauskeinojen käyttöön, mutta niitä voitaisiin varmasti käyttää enemmänkin. Ongelmana taloudellisten ohjauskeinojen käytössä on se, että ne kuuluvat pitkälti kansallisen sääntelyn piiriin, joten alueellisten tai kansainvälisten intressien edistäminen taloudellisilla ohjauskeinoilla voi olla hankalaa. Tieto-ohjaus perustuu toimijoiden vapaaehtoisuuteen ja yleisen tiedotuksen lisäksi tieto-ohjaukseen sisältyy esimerkiksi vapaaehtoinen koulutus, sertifiointi tai meriturvallisuuden edistämiseen tähtäävät palkinnot. Poliittisella tasolla meriliikenteen aiheuttamat turvallisuusriskit Suomenlahdella on otettu vakavasti ja paljon työtä tehdään eri tahoilla riskien minimoimiseksi. Uutta sääntelyä on odotettavissa etenkin liittyen meriliikenteen ympäristövaikutuksiin ja meriliikenteen ohjaukseen kuten meriliikenteen sähköisiin seurantajärjestelmiin. Myös inhimilliseen tekijän merkitykseen meriturvallisuuden kehittämisessä on kiinnitetty lisääntyvissä määrin huomiota, mutta inhimilliseen tekijän osalta tehokkaiden ohjauskeinojen kehittäminen näyttää olevan haasteellista. Yleisimmin lääkkeeksi esitetään koulutuksen kehittämistä. Kirjallisuudessa esitettyjen kriteereiden mukaan tehokkaiden ohjauskeinojen tulisi täyttää seuraavat vaatimukset: 1) tarkoituksenmukaisuus – ohjauskeinojen täytyy olla sopivia asetetun tavoitteen saavuttamiseen, 2) taloudellinen tehokkuus – ohjauskeinon hyödyt vs. kustannukset tulisi olla tasapainossa, 3) hyväksyttävyys – ohjauskeinon täytyy olla hyväksyttävä asianosaisten ja myös laajemman yhteiskunnan näkökulmasta katsottuna, 4) toimeenpano – ohjauskeinon toimeenpanon pitää olla mahdollista ja sen noudattamista täytyy pystyä valvomaan, 5) lateraaliset vaikutukset – hyvällä ohjauskeinolla on positiivisia seurannaisvaikutuksia muutoinkin kuin vain ohjauskeinon ensisijaisten tavoitteiden saavuttaminen, 6) kannustin ja uuden luominen – hyvä ohjauskeino kannustaa kokeilemaan uusia ratkaisuja ja kehittämään toimintaa. Meriturvallisuutta koskevaa sääntelyä on paljon ja yleisesti ottaen merionnettomuuksien lukumäärä on ollut laskeva viime vuosikymmenien aikana. Suuri osa sääntelystä on ollut tehokasta ja parantanut turvallisuuden tasoa maailman merillä. Silti merionnettomuuksia ja muita vaarallisia tapahtumia sattuu edelleen. Nykyistä sääntelyjärjestelmää voidaan kritisoida monen asian suhteen. Kansainvälisen sääntelyn aikaansaaminen ei ole helppoa: prosessi on yleensä hidas ja tuloksena voi olla kompromissien kompromissi. Kansainvälinen sääntely on yleensä reaktiivista eli ongelmakohtiin puututaan vasta kun jokin onnettomuus tapahtuu sen sijaan että se olisi proaktiivista ja pyrkisi puuttumaan ongelmakohtiin jo ennen kuin jotain tapahtuu. IMO:n työskentely perustuu kansallisvaltioiden osallistumiseen ja sääntelyn toimeenpano tapahtuu lippuvaltioiden toimesta. Kansallisvaltiot ajavat IMO:ssa pääasiallisesti omia intressejään ja sääntelyn toimeenpanossa on suuria eroja lippuvaltioiden välillä. IMO:n kyvyttömyys puuttua havaittuihin ongelmiin nopeasti ja ottaa sääntelyssä huomioon paikallisia olosuhteita on johtanut siihen, että esimerkiksi Euroopan Unioni on alkanut itse säädellä meriturvallisuutta ja että on olemassa sellaisia alueellisia erityisjärjestelyjä kuin PSSA (particularly sensitive sea area – erityisen herkkä merialue). Merenkulkualalla toimii monenlaisia yrityksiä: toisaalta yrityksiä, jotka pyrkivät toimimaan turvallisesti ja kehittämään turvallisuutta vielä korkeammalle tasolle, ja toisaalta yrityksiä, jotka toimivat niin halvalla kuin mahdollista, eivät välitä turvallisuusseikoista, ja joilla usein on monimutkaiset ja epämääräiset omistusolosuhteet ja joita vahingon sattuessa on vaikea saada vastuuseen. Ongelma on, että kansainvälisellä merenkulkualalla kaikkien yritysten on toimittava samoilla markkinoilla. Vastuuttomien yritysten toiminnan mahdollistavat laivaajat ja muut alan toimijat, jotka suostuvat tekemään yhteistyötä niiden kanssa. Välinpitämätön suhtautuminen turvallisuuteen johtuu osaksi myös merenkulun vanhoillisesta turvallisuuskulttuurista. Verrattaessa meriturvallisuuden sääntelyjärjestelmää kokonaisuutena tehokkaiden ohjauskeinoihin kriteereihin, voidaan todeta, että monien kriteerien osalta nykyistä järjestelmää voidaan pitää tehokkaana ja onnistuneena. Suurimmat ongelmat lienevät sääntelyn toimeenpanossa ja ohjauskeinojen kustannustehokkuudessa. Lippuvaltioiden toimeenpanoon perustuva järjestelmä ei toimi toivotulla tavalla, josta mukavuuslippujen olemassa olo on selvin merkki. Ohjauskeinojen, sekä yksittäisten ohjauskeinojen että vertailtaessa eri ohjauskeinoja keskenään, kustannustehokkuutta on usein vaikea arvioida, minkä seurauksena ohjauskeinojen kustannustehokkuudesta ei ole saatavissa luotettavaa tietoa ja tuloksena voi olla, että ohjauskeino on käytännössä pienen riskin eliminoimista korkealla kustannuksella. Kansainvälisen tason meriturvallisuus- (ja merenkulku-) politiikan menettelytavoiksi on ehdotettu myös muita vaihtoehtoja kuin nykyinen järjestelmä, esimerkiksi monitasoista tai polysentristä hallintojärjestelmää. Monitasoisella hallintojärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa keskushallinto on hajautettu sekä vertikaalisesti alueellisille tasoille että horisontaalisesti ei-valtiollisille toimijoille. Polysentrinen hallintojärjestelmä menee vielä askeleen pidemmälle. Polysentrinen hallintojärjestelmä on hallintotapa, jonka puitteissa kaikentyyppiset toimijat, sekä yksityiset että julkiset, voivat osallistua hallintoon, siis esimerkiksi hallitukset, edunvalvontajärjestöt, kaupalliset yritykset jne. Kansainvälinen lainsäädäntö määrittelee yleiset tasot, mutta konkreettiset toimenpiteet voidaan päättää paikallisella tasolla eri toimijoiden välisessä yhteistyössä. Tämän tyyppisissä hallintojärjestelmissä merenkulkualan todellinen, kansainvälinen mutta toisaalta paikallinen, toimintaympäristö tulisi otetuksi paremmin huomioon kuin järjestelmässä, joka perustuu kansallisvaltioiden keskenään yhteistyössä tekemään sääntelyyn. Tällainen muutos meriturvallisuuden hallinnassa vaatisi kuitenkin suurta periaatteellista suunnanmuutosta, jollaisen toteutumista ei voi pitää kovin todennäköisenä ainakaan lyhyellä tähtäimellä.

Nióbia sintética modificada como catalisador na oxidação de corante orgânico: utilização de H2O2 e O2 atmosférico como oxidantes

In this work synthetic niobia was used to promote the oxidation of methylene blue dye in aqueous medium. The niobia was characterized by N2 adsorption/desorption, XRD and TG measurements. The presence of reactive species on the niobia surface strongly increased the oxidation rate of the methylene blue dye. The reaction mechanism was studied by ESI-MS suggesting that the oxidation of the organic dye involve oxidizing species generated mainly after previous treatment with H2O2. It can be observed that the catalyst is a good material in the activation of gas (atmospheric oxygen) or liquid (hydrogen peroxide) oxidant agent with a total discoloration of the dye solution after only 1 h of reaction.

Effect of the structure of commercial poly(ethylene oxide-b-propylene oxide) demulsifier bases on the demulsification of water-in-crude oil emulsions: elucidation of the demulsification mechanism

Water-in-crude oil emulsions are formed during petroleum production and asphaltenes play an important role in their stabilization. Demulsifiers are added to destabilize such emulsions,however the demulsification mechanism is not completely known. In this paper, the performances of commercial poly(ethylene oxide-b-propylene oxide) demulsifiers were studied using synthetic water-in-oil emulsions and model-systems (asphaltenes in organic solvent). No change in the asphaltene aggregate size induced by the demulsifier was observed. The demulsification performance decreased as the asphaltene aggregate size increased, so it can be suggested that the demulsification mechanism is correlated to the voids between the aggregates adsorbed on the water droplets surface.

Electrocatalysis in wastewater treatment: recent mechanism advances

Over 50 years, several scientists and industries have developed new alternatives for wastewater treatment and remediation. Recently, electrochemical technology has been largely developed mainly because of its versatility and environmental compatibility. Scientific contributions about role of the electrode material have allowed determining that the influence of material in the selectivity is an important parameter. However, to interpret this behavior, comprehensive physical chemistry models for organics destruction, related to electrochemical phenomena and material surfaces, were proposed in the last decades. So, this paper presents a critical and comprehensive review about the principles and recent mechanism advances in electrocatalysis for wastewater treatment.

CHARACTERIZING THE MECHANISM OF QUETIAPINE DISTRIBUTION IN LIPID-CORE NANOCAPSULES PSEUDO-PHASES USING A VALIDATED LC/UV METHOD

Quetiapine is an atypical antipsychotic used to treat schizophrenia. However, despite great interest for its chronic therapeutic use, quetiapine has some important side effects such as weight gain induction. The development of a quetiapine nanocarrier can potentially target the drug into central nervous system, resulting in a reduction of systemic side effects and improved patient treatment. In the present work, a simple liquid chromatography/ultraviolet detection (LC/UV) analytical method was developed and validated for quantification of total quetiapine content in lipid core nanocapsules as well as for determination of incorporation efficiency. An algorithm proposed by Oliveira et al. (2012) was applied to characterize the distribution of quetiapine in the pseudo-phases of the nanocarrier, leading to a better understanding of the quetiapine nanoparticles produced. The analytical methodology developed was specific, linear in the range of 0.5 to 100 µg mL−1 (r2 > 0,99), and accurate and precise (R.S.D < ±5%). The absolute recovery of quetiapine from the nanoparticles was approximately 98% with an incorporation efficiency of approximately 96%. The results indicated that quetiapine was present in a type III distribution according to the algorithm, and was mainly located in the core of the nanoparticle because of its logD in the formulation pH (6.86 ± 0.4).

Photoinhibition of Photosystem II. Kinetics, Photoprotection and Mechanism

Photosystem II (PSII) is susceptible to light-induced damage defined as photoinhibition. In natural conditions, plants are capable of repairing the photoinhibited PSII by on-going degradation and re-synthesis of the D1 reaction centre protein of PSII. Photoinhibition is induced by both visible and ultraviolet light and photoinhibition occurs under all light intensities with the same efficiency per photon. In my thesis work, I studied the reaction kinetics and mechanism of photoinhibition of PSII, as well as photoprotection in leaves of higher plants. Action spectroscopy was used to identify photoreceptors of photoinhibition. I found that the action spectrum of photoinhibition in vivo shows resemblance to the absorption spectra of manganese model compounds of the oxygen evolving complex (OEC) suggesting a role for manganese as a photoreceptor of photoinhibition under UV and visible light. In order to study the protective effect of non-photochemical quenching, the action spectrum was measured from leaves of wild type Arabidopsis thaliana and two mutants impaired in nonphotochemical quenching of chlorophyll a excitations. The findings of action spectroscopy and simulations of chlorophyll-based photoinhibition mechanisms suggested that quenching of antenna excitations protects less efficiently than would be expected if antenna chlorophylls were the only photoreceptors of photoinhibition. The reaction kinetics of prolonged photoinhibition was studied in leaves of Cucurbita maxima and Capsicum annuum. The results indicated that photoinhibitory decrease in both the oxygen evolution activity and ratio of variable to maximum fluorescence follows firstorder kinetics in vivo. The persistence of first-order kinetics suggests that already photoinhibited reaction centres do not protect against photoinhibition and that the mechanism of photoinhibition does not have a reversible intermediate. When Cucurbita maxima leaves were photoinhibited with saturating single-turnover flashes and continuous light, the light response curve of photoinhibition was found to be essentially a straight line with both types of illumination, suggesting that similar photoinhibition mechanisms might function during illumination with continuous light and during illumination with short flashes.

About the kinetics and mechanism of the reactions of 4-(2-pyridylazo)-resorcinol, with Zn2+, Cu2+ and Zn2++Cu2+ equimolar mixtures, in aqueous solutions

The kinetics and mechanism of the reactions between 4(2pyridylazo)-resorcinol and Zn2+, Cu2+ and Zn2++Cu2+ equimolar mixtures were studied. The reactions were performed in aqueous solution (pH = 8.5, borate buffer) and monitored spectrophotometrically at 500 nm using stopped-flow technique. Spectral and kinetic data indicate that the Zn2++Cu2+ equimolar mixture behaves as an unique species and it can be attributed to the interactions of Zn2+ and of Cu2+ with water molecules in the aqueous solution. A mechanism is proposed and the rate constants are calculated.

Does cotinine act upon reactive oxygen species and peroxidases?

Nicotine, an oxidizing agent, is certainly one of the most widely used alkaloids in the world. It is, together with its main metabolite, cotinine, responsible for tobacco-dependence. The use of tobacco is closely associated with lung disease, morphological leukocyte modification and generation of oxidant species. The aim of this study was to look for a possible relationship between cotinine, oxidant species generation and oxidative processes. After studying the action of cotinine in some chemical oxidation models and on the enzymatic kinetics of peroxidases (myeloperoxidase and horseradish peroxidase), we concluded that cotinine does not act directly upon H2O2, HOCl, taurine chloramines, horseradish peroxidase or myeloperoxidase.

Reactive dissolution of sedimentary rocks in flue gas desulfurization : modeling and experimental investigation

Svavel förekommer i kol och olja och oxideras vid förbränning till svaveldioxid (SO2). Årligen utsläpps stora mängder svaveldioxid som åstadkommer sura regn, minskning av stratosfäriskt ozon och sjukdomar. Av dessa orsaker är det nödvändigt att minska utsläppen av svaveldioxid. Den teknologi som rör planering av reaktorer och processer för rökgasavsvavling (FGD) har utvecklats kraftigt och idag använder man olika typer av lösningar. De vanligaste alternativen för FGD är våtskrubber- och semitorra skrubbersystem (Spray Dry Scrubbers, SDS) och injektionsprocesser för absorbenter. SDS-processer har studerats bland annat av Ahlbeck [4] och Klingspor [5] och injektionsprocesser av Alvfors [6]. Kalksten, som i huvusak består av kalciumkarbonat, används i rökgasavsvavling på grund av sin förmåga att binda svavel i form av sulfatsalter. Den vanligaste rökgasavsvavlingsmetoden är våtskrubbning, där det sedimentära stenmaterialets upplösningshastighet är en av de faktorer som påverkar resultatet mest. Utvärdering av kalkstensreaktivitet är därför speciellt viktig vid planering och drift av anläggningar för rökgasavsvavling. Målsättningen med detta arbete var att modellera upplösningen av olika typers kalksten för att få en kvantitativ utvärdering av kvaliteten på de analyserade proverna. Därtill testades även karbonatbiprodukter från stålindustrin för att utvärdera möjligheter att använda andra råmaterial. Det transienta förloppet har analyserats, varvid upplösningshastigheten modellerades bl.a. i avseende på tid och pH. Under arbetets gång har antalet empiriska korrelationer minskats till fördel för fysikaliska modeller av diffusiva och konvektiva masstransportfenomen. En målsättning var att skapa en effektiv och snabb metod för att testa olika absorbenter för rökgasavsvavling under transienta förlopp. I arbetet användes PSD-analys, gjordes pH-mätningar och andra utvärderingar av de fysikaliska parametrar som ingår i beräkningarna. On-line mätningar för de icke-stationära variablerna tid och pH ger möjlighet att eliminera osäkerheter. Vissa modeller kan vara komplicerade. En modell för upplösningshastigheten med mer detaljerad utvärdering av parametrar och färre approximationer är därför nödvändig då man vill utvärdera reaktionshastigheten för fasta partiklar i sur miljö. Arbetet utfördes under fyra år och fem peer review-artiklar ingår i avhandlingen.

China's 'Assertive’ South China Sea Policy And Rhetoric: Proactive, Reactive Or Myth?

In March 2010, Chinese State Councillor, Dai Bingguo, in a private meeting with US Deputy Secretary of State, James Steinberg, allegedly referred to the South China Sea (SCS) as one of the country’s ‘core interests’, a term normally only used to refer to regions like Taiwan, Tibet and Xinjiang upon whose sovereignty Beijing will make no compromises. This alleged wording by Mr Dai caused a strong global reaction, with many countries around the world expressing a fear that China, on the back of its rise to the status of the world's second largest economic power, was now about to implement a more assertive foreign policy more in keeping with its new status of global superpower. As the use of the term ‘core interest’ took place in a private meeting and appears to have been subsequently leaked, it is impossible to prove what was said or meant, yet in 2011, with China and the US continuing to eye each other with suspicion, the adverse repercussions of people trying to deduce what was meant are undeniable. By analysing the views of experts and the evolution or otherwise of Chinese rhetoric and policy towards the SCS, this thesis will show how the alleged use of a term in a private meeting can have consequences that far exceed what was originally intended. It will also show that it is highly unlikely that China’s maritime policy is becoming more assertive as, at China's present stage of social and economic development, it simply cannot afford the ill will and adverse consequences that would result from an act of international aggression. It will show how easy it seems to be for a country like the US to project a misleading image of another country’s intentions, which can in turn serve partially to mask its own intentions. Finally, it will show that the China’s stance on the SCS is starting to be seen by the world as a litmus test for the assertiveness of overall Chinese foreign policy.

Efficiency of pneumatic and horizontal perforated disk meter mechanism in corn no-tillage seeders in soil with different mobilization reports

This work objectified to evaluate the efficiency of two meter mechanism of corn seeds when submitted to different forward speed and soil management system during the non-tillage seeding. It was used a factorial design in randomized blocks. The factors whose effects were examined were related to the seeders with pneumatic and horizontal disk meter mechanisms for the distribution of the seeds, to the set tractor-seeder forward speeds (4.4; 8.0 and 9.8 km h-1), and to the soil management system considering the corn no-tillage seeding over minimum tillage with chisel plow and the no-tillage system for the seeding of oat culture (Avena strigosa Schreb). It was verified that the forward speed didn't influence the initial and final stands of plants but it interfered in the regularity of longitudinal distribution of plants. The smallest speed provided the largest percentile of normal spacing between plants. The pneumatic meter mechanism presented better performance than the horizontal disk perforated in the longitudinal distribution of plants. About corn productivity aspect it's indifferent the recommendation of use for pneumatic and perforated horizontal disk meter mechanism of seeds.

Cyanobacteria from the Baltic Sea and Finnish lakes as an energy source and modulators of bioenergetic pathways

Cyanobacteria are a diverse group of oxygenic photosynthetic bacteria that inhabit in a wide range of environments. They are versatile and multifaceted organisms with great possibilities for different biotechnological applications. For example, cyanobacteria produce molecular hydrogen (H2), which is one of the most important alternatives for clean and sustainable energy. Apart from being beneficial, cyanobacteria also possess harmful characteristics and may become a source of threat to human health and other living organisms, as they are able to form surface blooms that are producing a variety of toxic or bioactive compounds. The University of Helsinki Culture Collection (UHCC) maintains around 1,000 cyanobacterial strains representing a large number of genera and species isolated from the Baltic Sea and Finnish lakes. The culture collection covers different life forms such as unicellular and filamentous, N2-fixing and non-N2-fixing strains, and planktonic and benthic cyanobacteria. In this thesis, the UHCC has been screened to identify potential strains for sustainable biohydrogen production and also for strains that produce compounds modifying the bioenergetic pathways of other cyanobacteria or terrestrial plants. Among the 400 cyanobacterial strains screened so far, ten were identified as high H2-producing strains. The enzyme systems involved in H2 metabolism of cyanobacteria were analyzed using the Southern hybridization approach. This revealed the presence of the enzyme nitrogenase in all strains tested, while none of them are likely to have contained alternative nitrogenases. All the strains tested, except for two Calothrix strains, XSPORK 36C and XSPORK 11A, were suggested to contain both uptake and bidirectional hydrogenases. Moreover, 55 methanol extracts of various cyanobacterial strains were screened to identify potent bioactive compounds affecting the photosynthetic apparatus of the model cyanobacterium, Synechocystis PCC 6803. The extract from Nostoc XPORK 14A was the only one that modified the photosynthetic machinery and dark respiration. The compound responsible for this effect was identified, purified, and named M22. M22 demonstrated a dual-action mechanism: production of reactive oxygen species (ROS) under illumination and an unknown mechanism that also prevailed in the dark. During summer, the Baltic Sea is occupied by toxic blooms of Nodularia spumigena (hereafter referred to as N. spumigena), which produces a hepatotoxin called nodularin. Long-term exposure of the terrestrial plant spinach to nodularin was studied. Such treatment resulted in inhibition of growth and chlorosis of the leaves. Moreover, the activity and amount of mitochondrial electron transfer complexes increased in the leaves exposed to nodularin-containing extract, indicating upregulation of respiratory reactions, whereas no marked changes were detected in the structure or function of the photosynthetic machinery. Nodularin-exposed plants suffered from oxidative stress, evidenced by oxidative modifications of various proteins. Plants initiated strategies to combat the stress by increasing the levels of alpha-tocopherol, mitochondrial alternative oxidase (AOX), and mitochondrial ascorbate peroxidase (mAPX).

Ankle-brachial index, high-sensitivity C-reactive protein and endothelial function in a cardiovascular risk population

Atherosclerotic vascular disease is the leading cause of death in the Western world. Its main three manifestations are coronary heart disease, cerebrovascular disease, and peripheral arterial disease. Asymptomatic peripheral arterial disease is usually diagnosed using the ankle brachial index, and values ≤ 0.90 are used to determine the diagnosis. The classical risk factors of peripheral arterial disease, such as smoking and diabetes, are well known and early interventions are mandatory to improve the prognosis. What is not well known is the role of inflammation as a risk factor. Yet, a novel approach to cardiovascular diseases is the measurement of endothelial function. In this thesis, we studied the ankle-brachial index, C-reactive protein and endothelial function in a cardiovascular risk population. A total of 2856 subjects were invited to the study and 2085 (73%) responded. From these subjects, a cohort of 1756 risk persons was screened. We excluded the subjects with previously known cardiovascular disease or diabetes, because they were already under systematic follow-up. Out of the study subjects, 983 (56%) were women and 773 (44%) men. The ankle brachial index and high-sensitivity C-reactive protein were measured from 1047 subjects. Endothelial function was assessed by measuring reactive hyperemia pulse amplitude tonometry from 66 subjects with borderline peripheral arterial disease. In this study, smoking was a crucial risk factor for peripheral arterial disease. Subclinical peripheral arterial disease seems to be more common in hypertensive patients even without comorbidities. The measurement of the ankle brachial index is an efficient method to identify patients at an increased cardiovascular risk. High-sensitivity C-reactive protein did not correlate with the ankle brachial index or peripheral arterial disease. Instead, it correlated with measures of obesity. In a cardiovascular risk population with borderline peripheral arterial disease, nearly every fourth subject had endothelial dysfunction. This might point out a subgroup of individuals in need of more intensive treatment for their risk factors.