Protein turnover, amino acid requirements and recommendations for athletes and active populations

Skeletal muscle is the major deposit of protein molecules. As for any cell or tissue, total muscle protein reflects a dynamic turnover between net protein synthesis and degradation. Noninvasive and invasive techniques have been applied to determine amino acid catabolism and muscle protein building at rest, during exercise and during the recovery period after a single experiment or training sessions. Stable isotopic tracers (13C-lysine, 15N-glycine, ²H5-phenylalanine) and arteriovenous differences have been used in studies of skeletal muscle and collagen tissues under resting and exercise conditions. There are different fractional synthesis rates in skeletal muscle and tendon tissues, but there is no major difference between collagen and myofibrillar protein synthesis. Strenuous exercise provokes increased proteolysis and decreased protein synthesis, the opposite occurring during the recovery period. Individuals who exercise respond differently when resistance and endurance types of contractions are compared. Endurance exercise induces a greater oxidative capacity (enzymes) compared to resistance exercise, which induces fiber hypertrophy (myofibrils). Nitrogen balance (difference between protein intake and protein degradation) for athletes is usually balanced when the intake of protein reaches 1.2 g·kg-1·day-1 compared to 0.8 g·kg-1·day-1 in resting individuals. Muscular activities promote a cascade of signals leading to the stimulation of eukaryotic initiation of myofibrillar protein synthesis. As suggested in several publications, a bolus of 15-20 g protein (from skimmed milk or whey proteins) and carbohydrate (± 30 g maltodextrine) drinks is needed immediately after stopping exercise to stimulate muscle protein and tendon collagen turnover within 1 h.

Iron(III) porphyrin covalently supported onto magnetic amino-functionalized nanospheres as catalyst for hydrocarbon and herbicide oxidations

This work describes the covalent immobilization of an ironporphyrin, 5,10,15,20- tetrakis(pentafluorophenyl)porphyrin iron(III) chloride (FeTFPP), onto maghemite/silica magnetic nanospheres covered with aminofunctionalized silica. The resulting material (γ-Fe2O3/SiO2-NHFeP) was characterized by diffuse reflectance infrared spectroscopy (DRIFTS) and UV-Vis absorption spectroscopy. The catalytic activity of this magnetic ironporphyrin was investigated in the oxidation of hydrocarbons (styrene, (Z)-cyclooctene and R-(+)-limonene) and an herbicide (simazine) by hydrogen peroxide or 3-chloroperoxybenzoic acid. Hydrocarbon and simazine oxidation reaction products were analyzed by gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively. This catalytic system proved to be efficient and selective for hydrocarbon oxidation, leading to high product yields from styrene (89%), cyclooctene (71%) and R-(+)-limonene (86%). Simazine oxidation was attained with 100% selectivity for a dechlorinated product (OEAT), while several oxidation products were obtained for the same catalyst in homogeneous media. The catalyst can be easily recovered through application of an external magnetic field and washed after reaction. Catalyst reuse experiments for R-(+)-limonene oxidation have shown that the catalytic activity is kept at 90% after 10 consecutive reactions.

Hot metal desulfurization by marble waste and fluorspar

The objective of this paper is to present an analysis of the use of residual marble mixtures in the pig iron desulfurization process. The study involved the use of: marble waste, fluorspar, lime, and hot metal. Four mixtures were made and added to a liquid hot metal - with known chemical composition - at a temperature of 1450ºC. The mass of each element was calculated from its chemical analysis and compared with an industrial mixture. All of the four mixtures used in the experiments were stirred by a mechanical stirrer. Samples were collected by vacuum sampling for times of 5, 10, 15, 20, and 30 minutes, and analysis was performed to check sulfur variation in the bath with time. The results were analyzed and they verified that it was possible to use marble waste as a desulfurizer.

RET haplotype, not linked to the C620R activating mutation, associated with Hirschsprung disease in a novel MEN2 family

Hirschsprung disease is a congenital form of aganglionic megacolon that results from cristopathy. Hirschsprung disease usually occurs as a sporadic disease, although it may be associated with several inherited conditions, such as multiple endocrine neoplasia type 2. The rearranged during transfection (RET) proto-oncogene is the major susceptibility gene for Hirschsprung disease, and germline mutations in RET have been reported in up to 50% of the inherited forms of Hirschsprung disease and in 15-20% of sporadic cases of Hirschsprung disease. The prevalence of Hirschsprung disease in multiple endocrine neoplasia type 2 cases was recently determined to be 7.5% and the cooccurrence of Hirschsprung disease and multiple endocrine neoplasia type 2 has been reported in at least 22 families so far. It was initially thought that Hirschsprung disease could be due to disturbances in apoptosis or due to a tendency of the mutated RET receptor to be retained in the Golgi apparatus. Presently, there is strong evidence favoring the hypothesis that specific inactivating haplotypes play a key role in the fetal development of congenital megacolon/Hirschsprung disease. In the present study, we report the genetic findings in a novel family with multiple endocrine neoplasia type 2: a specific RET haplotype was documented in patients with Hirschsprung disease associated with medullary thyroid carcinoma, but it was absent in patients with only medullary thyroid carcinoma. Despite the limited number of cases, the present data favor the hypothesis that specific haplotypes not linked to RET germline mutations are the genetic causes of Hirschsprung disease.

Intervenção nutricional padronizada em pacientes hipoglicêmicos hospitalizados

A ingestão de carboidratos de rápida absorção (CRA) pode ser útil para o aumento sérico de glicose. Neste contexto, os principais objetivos foram avaliar a eficácia e a aplicabilidade da intervenção nutricional em situações hipoglicêmicas apresentadas por pacientes conscientes, com dieta via oral e internados em hospital geral. Setenta e seis pacientes foram elegíveis e a hipoglicemia foi definida como nível de glicemia capilar ³ 50 até £ 70mg/dL. A intervenção nutricional constituiu na oferta de 15 a 24 gramas de CRA. Houve a conferência da glicemia capilar após 15-20 minutos da intervenção. A taxa de efetividade da intervenção nutricional foi de 97,6%, durante o período de estudo. Conclui-se que a administração de CRA, um método não invasivo, foi aplicável em unidades de um hospital geral e foi potencialmente eficaz na restauração da glicemia capilar em pacientes hipoglicêmicos com dieta via oral e conscientes.

Muscular and pulmonary O2 uptake kinetics during moderate- and high-intensity sub-maximal knee-extensor exercise in humans

[EN] The purpose of this investigation was to determine the contribution of muscle O(2) consumption (mVO2) to pulmonary O(2) uptake (pVO2) during both low-intensity (LI) and high-intensity (HI) knee-extension exercise, and during subsequent recovery, in humans. Seven healthy male subjects (age 20-25 years) completed a series of LI and HI square-wave exercise tests in which mVO2 (direct Fick technique) and pVO2 (indirect calorimetry) were measured simultaneously. The mean blood transit time from the muscle capillaries to the lung (MTTc-l) was also estimated (based on measured blood transit times from femoral artery to vein and vein to artery). The kinetics of mVO2 and pVO2 were modelled using non-linear regression. The time constant (tau) describing the phase II pVO2 kinetics following the onset of exercise was not significantly different from the mean response time (initial time delay + tau) for mVO2 kinetics for LI (30 +/- 3 vs 30 +/- 3 s) but was slightly higher (P < 0.05) for HI (32 +/- 3 vs 29 +/- 4 s); the responses were closely correlated (r = 0.95 and r = 0.95; P < 0.01) for both intensities. In recovery, agreement between the responses was more limited both for LI (36 +/- 4 vs 18 +/- 4 s, P < 0.05; r = -0.01) and HI (33 +/- 3 vs 27 +/- 3 s, P > 0.05; r = -0.40). MTTc-l was approximately 17 s just before exercise and decreased to 12 and 10 s after 5 s of exercise for LI and HI, respectively. These data indicate that the phase II pVO2 kinetics reflect mVO2 kinetics during exercise but not during recovery where caution in data interpretation is advised. Increased mVO2 probably makes a small contribution to during the first 15-20 s of exercise.

Dose-dependent effect of a single GnRHa injection on the spawning of meagre ("Argyrosomus regius") broodstock reared in captivity

[EN]The present study aimed to determine the spawning efficacy, egg quality and quantity of captive breed meagre induced with a single gonadotrophin-releasing hormone agonist (GnRHa) injection of 0, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 or 50 μg kg–1 to determine a recommended optimum dose to induce spawning. The doses 10, 15 and 20 μg kg–1 gave eggs with the highest quality (measured as: percentage of viability, floating, fertilisation and hatch) and quantity (measured as: total number of eggs, number of viable eggs, number of floating eggs, number of hatched larvae and number of larvae that reabsorbed the yolk sac). All egg quantity parameters were described by Gaussian regression analysis with R2 = 0.89 or R2 = 0.88. The Gaussian regression analysis identified that the optimal dose used was 15 μg kg–1. The regression analysis highlighted that this comprehensive study examined doses that ranged from low doses insufficient to stimulate a high spawning response (significantly lower egg quantities, p < 0.05) compared to 15 μg kg–1 through to high doses that stimulated the spawning of significantly lower egg quantities and eggs with significantly lower quality (egg viability). In addition, the latency period (time from hormone application to spawning) decreased with increasing doses to give a regression (R2 = 0.93), which suggests that higher doses accelerated oocyte development that in turn reduced egg quality and quantity. The identification of an optimal dose for the spawning of meagre, which has high aquaculture potential, represents an important advance for the Mediterranean aquaculture industry.

Effetto di erbicidi su crescita ed efficienza fotosintetica della diatomea Skeletonema marinoi

In questa tesi è stato studiato l’effetto dell’esposizione della diatomea Skeletonema marinoi, una specie molto comune nel Nord Adriatico e importante per il suo annuale contributo alla produzione primaria, agli erbicidi maggiormente utilizzati nella pianura Padana e riscontrati in acque dolci e salmastre di zone limitrofe al mare Adriatico. Gli erbicidi scelti consistono in terbutilazina e metolachlor, i più frequentemente riscontrati sia nelle acque superficiali che in quelle sotterranee dell’area Padana, noti per avere un effetto di inibizione su vie metaboliche dei vegetali; inoltre è stato valutato anche l’effetto di un prodotto di degradazione della terbutilazina, la desetilterbutilazina, presente anch’esso in concentrazioni pari al prodotto di origine e su cui non si avevano informazioni circa la tossicità sul fitoplancton. L’esposizione delle microalghe a questi erbicidi può avere effetti che si ripercuotono su tutto l’ecosistema: le specie fitoplanctoniche, in particolare le diatomee, sono i produttori primari più importanti dell’ecosistema: questi organismi rivestono un ruolo fondamentale nella fissazione del carbonio, rappresentando il primo anello della catena alimentari degli ambienti acquatici e contribuendo al rifornimento di ossigeno nell’atmosfera. L’effetto di diverse concentrazioni di ciascun composto è stato valutato seguendo l’andamento della crescita e dell’efficienza fotosintetica di S. marinoi. Per meglio determinare la sensibilità di questa specie agli erbicidi, l’effetto della terbutilazina è stato valutato anche al variare della temperatura (15, 20 e 25°C). Infine, dal momento che gli organismi acquatici sono solitamente esposti a una miscela di composti, è stato valutato l’effetto sinergico di due erbicidi, entrambi somministrati a bassa concentrazione. Le colture di laboratorio esposte a concentrazioni crescenti di diversi erbicidi e, in un caso, anche a diverse temperature, indicano che l’erbicida al quale la microalga mostra maggiore sensibilità è la Terbutilazina. Infatti a parità di concentrazioni, la sensibilità della microalga alla Terbutilazina è risultata molto più alta rispetto al suo prodotto di degradazione, la Desetilterbutilazina e all’erbicida Metolachlor. Attraverso l’analisi di densità algale, di efficienza fotosintetica, di biovolume e di contenuto intracellulare di Carbonio e Clorofilla, è stato dimostrato l’effetto tossico dell’erbicida Terbutilazina che, agendo come inibitore del trasporto degli elettroni a livello del PS-II, manifesta la sua tossicità nell’inibizione della fotosintesi e di conseguenza sulla crescita e sulle proprietà biometriche delle microalghe. E’ stato visto come la temperatura sia un parametro ambientale fondamentale sulla crescita algale e anche sugli effetti tossici di Terbutilazina; la temperatura ideale per la crescita di S. marinoi è risultata essere 20°C. Crescendo a 15°C la microalga presenta un rallentamento nella crescita, una minore efficienza fotosintetica, variazione nei valori biometrici, mostrando al microscopio forme irregolari e di dimensioni inferiori rispetto alle microalghe cresciute alle temperature maggiori, ed infine incapacità di formare le tipiche congregazioni a catena. A 25° invece si sono rivelate difficoltà nell’acclimatazione: sembra che la microalga si debba abituare a questa alta temperatura ritardando così la divisione cellulare di qualche giorno rispetto agli esperimenti condotti a 15° e a 20°C. Gli effetti della terbutilazina sono stati maggiori per le alghe cresciute a 25°C che hanno mostrato un calo più evidente di efficienza fotosintetica effettiva e una diminuzione di carbonio e clorofilla all’aumentare delle concentrazioni di erbicida. Sono presenti in letteratura studi che attestano gli effetti tossici paragonabili dell’atrazina e del suo principale prodotto di degradazione, la deetilatrazina; nei nostri studi invece non sono stati evidenziati effetti tossici significativi del principale prodotto di degradazione della terbutilazina, la desetilterbutilazina. Si può ipotizzare quindi che la desetilterbutilazina perda la propria capacità di legarsi al sito di legame per il pastochinone (PQ) sulla proteina D1 all’interno del complesso del PSII, permettendo quindi il normale trasporto degli elettroni del PSII e la conseguente sintesi di NADPH e ATP e il ciclo di riduzione del carbonio. Il Metolachlor non evidenzia una tossicità severa come Terbutilazina nei confronti di S. marinoi, probabilmente a causa del suo diverso meccanismo d’azione. Infatti, a differenza degli enzimi triazinici, metolachlor agisce attraverso l’inibizione delle elongasi e del geranilgeranil pirofosfato ciclasi (GGPP). In letteratura sono riportati casi studio degli effetti inibitori di Metolachlor sulla sintesi degli acidi grassi e di conseguenza della divisione cellulare su specie fitoplanctoniche d’acqua dolce. Negli esperimenti da noi condotti sono stati evidenziati lievi effetti inibitori su S. marinoi che non sembrano aumentare all’aumentare della concentrazione dell’erbicida. E’ interessante notare come attraverso la valutazione della sola crescita non sia stato messo in evidenza alcun effetto mentre, tramite l’analisi dell’efficienza fotosintetica, si possa osservare che il metolachlor determina una inibizione della fotosintesi.

A new predictive solar radiation numerical model

[EN]A predictive solar radiation numerical model is presented. Starting from the works of, a solar radiation numerical model is developed considering the terrain surface through 2-D adaptive meshes of triangles which are constructed using a refinement/derefinement procedure in accordance with the variations of terrain surface and albedo. The effect of shadows is considered in each time step. Solar radiation is first computed for clear-sky (CS) conditions and then, real-sky values are computed daily in terms of the CS index computed using all the observational data which are available for each day at several points of the studied zone…

Contributo dei sistemi di fusione d'immagine mediante ecografia combinata con TAC e o RMN nella diagnosi del piccolo epatocarcinoma (< 2 cm) in pazienti con epatopatia cronica

L’ecografia è la metodica diagnostica più utilizzata come screening e follow-up nei pazienti epatopatici con o senza lesioni focali e questo grazie alle sue peculiari caratteristiche, che sono date dall’essere real-time, maneggevole, priva di radiazioni ionizzanti e con bassi costi. Tuttavia tale metodica se confrontata con la TC o la RMN, può avere importanti limiti, quali l’impossibilità di visualizzare piccole lesioni localizzate in aree anatomicamente “difficili” o in pazienti obesi, che sono già state identificate con altre tecniche, come la TC o la RMN. Per superare queste limitazioni sono stati introdotti dei sistemi di “fusione d’immagine” che consentono di sincronizzare in tempo reale una metodica real time con bassa risoluzione spaziale come l’ecografia ed una statica ad alta risoluzione come la TC o la RMN. Ciò si ottiene creando attorno al paziente un piccolo campo elettromagnetico costituito da un generatore e da un rilevatore applicato al trasduttore ecografico ed introducendo in un computer abbinato all’ecografo il “volume rendering” dell’addome del paziente ottenuto mediante TC multistrato o RM. Il preciso “ appaiamento spaziale “ delle due metodiche si ottiene individuando in entrambe lo stesso piano assiale di riferimento e almeno 3-4 punti anatomici interni. Tale sistema di fusione d’immagine potrebbe essere molto utile in campo epatologico nella diagnostica non invasiva del piccolo epatocarcinoma, che secondo le ultime linee guida, nei noduli di dimensioni fra 1 e 2 cm, richiede una concordanza nel comportamento contrastografico della lesione in almeno due tecniche d’immagine. Lo scopo del nostro lavoro è stato pertanto quello di valutare, in pazienti epatopatici, il contributo che tale sistema può dare nell’identificazione e caratterizzazione di lesioni inferiori a 20 mm, che erano già state identificate alla TC o alla RMN come noduli sospetti per HCC, ma che non erano stati visualizzati in ecografia convenzionale. L’eventuale re-identificazione con l’ecografia convenzionale dei noduli sospetti per essere HCC, può permettere di evitare, alla luce dei criteri diagnostici non invasivi un’ ulteriore tecnica d’immagine ed eventualmente la biopsia. Pazienti e Metodi: 17 pazienti cirrotici (12 Maschi; 5 Femmine), con età media di 68.9 +/- 6.2 (SD) anni, in cui la TC e la RMN con mezzo di contrasto avevano identificato 20 nuove lesioni focali epatiche, inferiori a 20 mm (13,6 +/- 3,6 mm), sospette per essere epatocarcinomi (HCC), ma non identificate all’ecografia basale (eseguita in cieco rispetto alla TC o alla RMN) sono stati sottoposti ad ecografia senza e con mezzo di contrasto, focalizzata su una zona bersaglio identificata tramite il sistema di fusione d’immagini, che visualizza simultaneamente le immagini della TC e della RMN ricostruite in modalità bidimensionale ( 2D), tridimensionale ( 3 D) e real-time. La diagnosi finale era stata stabilita attraverso la presenza di una concordanza diagnostica, secondo le linee guida internazionali o attraverso un follow-up nei casi di discordanza. Risultati: Una diagnosi non invasiva di HCC è stata raggiunta in 15/20 lesioni, inizialmente sospettate di essere HCC. Il sistema di fusione ha identificato e mostrato un comportamento contrastografico tipico in 12/15 noduli di HCC ( 80%) mentre 3/15 HCC (20%) non sono stati identificati con il sistema di fusione d’immagine. Le rimanenti 5/20 lesioni non sono state visualizzate attraverso i sistemi di fusione d’immagine ed infine giudicate come falsi positivi della TC e della RMN, poiché sono scomparse nei successivi mesi di follow-up e rispettivamente dopo tre, sei, nove, dodici e quindici mesi. Conclusioni: I nostri risultati preliminari mostrano che la combinazione del sistema di fusione dell’immagine associata all’ecografia senza e con mezzo di contrasto (CEUS), migliora il potenziale dell’ecografia nell’identificazione e caratterizzazione dell’HCC su fegato cirrotico, permettendo il raggiungimento di una diagnosi, secondo criteri non invasivi e slatentizzazndo casi di falsi positivi della TC e della RMN.

Polialchiltiofeni contenenti derivati porfirinici per applicazioni in celle solari polimeriche

Il presente lavoro di tesi di laurea magistrale si è proposto di sintetizzare composti polimerici basati su un derivato del 3-esiltiofene e sulla porfirina per preparare materiali da utilizzare nelle celle fotovoltaiche. Politiofeni con queste caratteristiche sono stati sintetizzati a partire da un monomero -bromoalchiltiofenico, il 3-(6-bromoesil)tiofene (T6Br), dal quale è stato ottenuto il corrispondente derivato polimerico poli[3-(6-bromoesil)]tiofene (PT6Br). Esso è stato preparato con un metodo non regiospecifico, utilizzando la comune tecnica di polimerizzazione ossidativa in presenza di FeCl3. Il monomero T6Br è stato funzionalizzato con idrossifenil porfirina (TPPOH) per dare il 3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esiltiofene (T6TPP). Poiché la polimerizzazione diretta di questo monomero non si è mostrata una via percorribile, a causa dell’elevato ingombro del sostituente presente sulla catena macromolecolare, è stata effettuata l’eterificazione sul polimero bromurato PT6Br per ottenere il poli[3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esiltiofene] (PT6TPP). Contemporaneamente è stato sintetizzato il copolimero poli[(3-(6-bromoesil)]tiofene)-co-(3-[5-(4-fenossi)-10,15,20-trifenilporfirinil]esiltiofene)] (P(T6Br-co-T6TPP)) allo scopo di valutare l’effetto del diverso grado di sostituzione della catena polimerica sulle proprietà del polimero. Anch’esso è stato preparato con un metodo non regiospecifico, utilizzando la tecnica di polimerizzazione ossidativa in presenza di FeCl3. I prodotti sintetizzati sono stati caratterizzati mediante le comuni tecniche spettroscopiche (FTIR, NMR, UV-vis) e ne sono state determinate le proprietà termiche. I pesi molecolari medi e le relative distribuzioni sono stati determinati mediante cromatografia a permeazione su gel (GPC). Infine, con P(T6Br-co-T6TPP) e PT6Br sono state effettuate prove preliminari di preparazione e caratterizzazione di dispositivi per valutare la possibilità di un loro utilizzo come materiali per celle fotovoltaiche.