The Role of ULK1 in the Pathophysiology of Osteoarthritis

L'arthrose est la maladie musculo-squelettique la plus commune dans le monde. Elle est l'une des principales causes de douleur et d’incapacité chez les adultes, et elle représente un fardeau considérable sur le système de soins de santé. L'arthrose est une maladie de l’articulation entière, impliquant non seulement le cartilage articulaire, mais aussi la synoviale, les ligaments et l’os sous-chondral. L’arthrose est caractérisée par la dégénérescence progressive du cartilage articulaire, la formation d’ostéophytes, le remodelage de l'os sous-chondral, la détérioration des tendons et des ligaments et l'inflammation de la membrane synoviale. Les traitements actuels aident seulement à soulager les symptômes précoces de la maladie, c’est pour cette raison que l'arthrose est caractérisée par une progression presque inévitable vers la phase terminale de la maladie. La pathogénie exacte de l'arthrose est encore inconnue, mais on sait que l'événement clé est la dégradation du cartilage articulaire. Le cartilage articulaire est composé uniquement des chondrocytes; les cellules responsables de la synthèse de la matrice extracellulaire et du maintien de l'homéostasie du cartilage articulaire. Les chondrocytes maintiennent la matrice du cartilage en remplaçant les macromolécules dégradées et en répondant aux lésions du cartilage et aux dégénérescences focales en augmentant l'activité de synthèse locale. Les chondrocytes ont un taux faible de renouvellement, c’est pour cette raison qu’ils utilisent des mécanismes endogènes tels que l'autophagie (un processus de survie cellulaire et d’adaptation) pour enlever les organelles et les macromolécules endommagés et pour maintenir l'homéostasie du cartilage articulaire. i L'autophagie est une voie de dégradation lysosomale qui est essentielle pour la survie, la différenciation, le développement et l’homéostasie. Elle régule la maturation et favorise la survie des chondrocytes matures sous le stress et des conditions hypoxiques. Des études effectuées par nous et d'autres ont montré qu’un dérèglement de l’autophagie est associé à une diminution de la chondroprotection, à l'augmentation de la mort cellulaire et à la dégénérescence du cartilage articulaire. Carames et al ont montré que l'autophagie est constitutivement exprimée dans le cartilage articulaire humain normal. Toutefois, l'expression des inducteurs principaux de l'autophagie est réduite dans le vieux cartilage. Nos études précédentes ont également identifié des principaux gènes de l’autophagie qui sont exprimés à des niveaux plus faibles dans le cartilage humain atteint de l'arthrose. Les mêmes résultats ont été montrés dans le cartilage articulaire provenant des modèles de l’arthrose expérimentaux chez la souris et le chien. Plus précisément, nous avons remarqué que l'expression d’Unc-51 like kinase-1 (ULK1) est faible dans cartilage humain atteint de l'arthrose et des modèles expérimentaux de l’arthrose. ULK1 est la sérine / thréonine protéine kinase et elle est l’inducteur principal de l’autophagie. La perte de l’expression de ULK1 se traduit par un niveau d’autophagie faible. Etant donné qu’une signalisation adéquate de l'autophagie est nécessaire pour maintenir la chondroprotection ainsi que l'homéostasie du cartilage articulaire, nous avons proposé l’hypothèse suivante : une expression adéquate de ULK1 est requise pour l’induction de l’autophagie dans le cartilage articulaire et une perte de cette expression se traduira par une diminution de la chondroprotection, et une augmentation de la mort des chondrocytes ce qui conduit à la dégénérescence du cartilage articulaire. Le rôle exact de ULK1 dans la pathogénie de l'arthrose est inconnue, j’ai alors créé pour la première fois, des souris KO ULK1spécifiquement dans le cartilage en utilisant la technologie Cre-Lox et j’ai ensuite soumis ces souris à la déstabilisation du ménisque médial (DMM), un modèle de l'arthrose de la souris pour élucider le rôle spécifique in vivo de ULK1 dans pathogenèse de l'arthrose. Mes résultats montrent que ULK1 est essentielle pour le maintien de l'homéostasie du cartilage articulaire. Plus précisément, je montre que la perte de ULK1 dans le cartilage articulaire a causé un phénotype de l’arthrose accéléré, associé à la dégénérescence accélérée du cartilage, l’augmentation de la mort cellulaire des chondrocytes, et l’augmentation de l'expression des facteurs cataboliques. En utilisant des chondrocytes provenant des patients atteints de l’arthrose et qui ont été transfectées avec le plasmide d'expression ULK1, je montre qu’ULK1 est capable de réduire l’expression de la protéine mTOR (principal régulateur négatif de l’autophagie) et de diminuer l’expression des facteurs cataboliques comme MMP-13 et ADAMTS-5 et COX-2. Mes résultats jusqu'à présent indiquent que ULK1 est une cible thérapeutique potentielle pour maintenir l'homéostasie du cartilage articulaire.

Quantitative proteomics methods for the analysis of histone post-translational modifications

Les histones sont des protéines nucléaires hautement conservées chez les cellules des eucaryotes. Elles permettent d’organiser et de compacter l’ADN sous la forme de nucléosomes, ceux-ci representant les sous unités de base de la chromatine. Les histones peuvent être modifiées par de nombreuses modifications post-traductionnelles (PTMs) telles que l’acétylation, la méthylation et la phosphorylation. Ces modifications jouent un rôle essentiel dans la réplication de l’ADN, la transcription et l’assemblage de la chromatine. L’abondance de ces modifications peut varier de facon significative lors du developpement des maladies incluant plusieurs types de cancer. Par exemple, la perte totale de la triméthylation sur H4K20 ainsi que l’acétylation sur H4K16 sont des marqueurs tumoraux spécifiques a certains types de cancer chez l’humain. Par conséquent, l’étude de ces modifications et des événements determinant la dynamique des leurs changements d’abondance sont des atouts importants pour mieux comprendre les fonctions cellulaires et moléculaires lors du développement de la maladie. De manière générale, les modifications des histones sont étudiées par des approches biochimiques telles que les immuno-buvardage de type Western ou les méthodes d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP). Cependant, ces approches présentent plusieurs inconvénients telles que le manque de spécificité ou la disponibilité des anticorps, leur coût ou encore la difficulté de les produire et de les valider. Au cours des dernières décennies, la spectrométrie de masse (MS) s’est avérée être une méthode performante pour la caractérisation et la quantification des modifications d’histones. La MS offre de nombreux avantages par rapport aux techniques traditionnelles. Entre autre, elle permet d’effectuer des analyses reproductibles, spécifiques et facilite l’etude d’un large spectre de PTMs en une seule analyse. Dans cette thèse, nous présenterons le développement et l’application de nouveaux outils analytiques pour l’identification et à la quantification des PTMs modifiant les histones. Dans un premier temps, une méthode a été développée pour mesurer les changements d’acétylation spécifiques à certains sites des histones. Cette méthode combine l’analyse des histones intactes et les méthodes de séquençage peptidique afin de déterminer les changements d’acétylation suite à la réaction in vitro par l’histone acétyltransférase (HAT) de levure Rtt109 en présence de ses chaperonnes (Asf1 ou Vps75). Dans un second temps, nous avons développé une méthode d’analyse des peptides isomériques des histones. Cette méthode combine la LC-MS/MS à haute résolution et un nouvel outil informatique appelé Iso-PeptidAce qui permet de déconvoluer les spectres mixtes de peptides isomériques. Nous avons évalué Iso-PeptidAce avec un mélange de peptides synthétiques isomériques. Nous avons également validé les performances de cette approche avec des histones isolées de cellules humaines érythroleucémiques (K562) traitées avec des inhibiteurs d’histones désacétylases (HDACi) utilisés en clinique, et des histones de Saccharomyces cerevisiae liées au facteur d’assemblage de la chromatine (CAF-1) purifiées par chromatographie d’affinité. Enfin, en utilisant la méthode présentée précédemment, nous avons fait une analyse approfondie de la spécificité de plusieurs HATs et HDACs chez Schizosaccharomyces pombe. Nous avons donc déterminé les niveaux d’acétylation d’histones purifiées à partir de cellules contrôles ou de souches mutantes auxquelles il manque une HAT ou HDAC. Notre analyse nous a permis de valider plusieurs cibles connues des HATs et HDACs et d’en identifier de nouvelles. Nos données ont également permis de définir le rôle des différentes HATs et HDACs dans le maintien de l’équilibre d’acétylation des histones. Dans l’ensemble, nous anticipons que les méthodes décrites dans cette thèse permettront de résoudre certains défis rencontrés dans l’étude de la chromatine. De plus, ces données apportent de nouvelles connaissances pour l’élaboration d’études génétiques et biochimiques utilisant S. pombe.

Implicaciones de los canales sostenidos y transitorios de la memoria episódica.

Verificar en qué medida el modelo transitorio-sostenido, permite reinterpretar el fenómeno molar de la memoria icónica. Esta investigación se inscribe, pues, dentro de la teoría psicofisiológica, que considera el sistema visual humano compuesto de dos subsistemas independientes. Experimento I: 11 sujetos, 6 mujeres y 5 hombres. Ninguno tenía problemas de vista ni trastornos de lateralidad. Experimento II: 10 sujetos, 6 mujeres y 5 hombres con las mismas características que la población anterior. Experimento III: 10 sujetos, 3 mujeres y 7 hombres con las características mencionadas anteriormente. Experimento I: diseño intragrupo de tipo factorial 2x3 con ambos factores cruzados. El factor 1, tipo de presentación del estímulo: presentación por aparición súbita del estímulo crítico y presentación por desaparición de todos los estímulos irrelevantes excepto el estímulo crítico. El factor 2, la zona retiniana: zona foveal, zona media y zona periférica. Variable dependiente: tiempo de reacción. Experimento II: diseño intragrupo de tipo factorial 3x3. El factor 1, tipo de presentación: súbita, desaparición y presentación súbita después de presentar las figuras. El factor 2, zona retiniana, análogo al experimento anterior. Variable dependiente: tiempo de reacción. Experimento III: diseño intragrupo de tipo factorial 2x2x2. El factor 1 y 2 son los mismos que en el experimento 1. El factor 3, clase de estímulo, tiene dos niveles: discriminación fácil (cruz-círculo) y discriminación difícil (cruz-aspa). Taquitoscopio, cronoscopios, hoja de instrucciones, hoja de recogida de datos, estímulos, cruz o círculo dibujados sobre tarjetas blancas. Los experimentos demuestran que los estímulos presentados bruscamente necesitan menos tiempo para ser procesados que aquellos otros, que, estando dentro del campo visual, permanecen en él de forma estática. Son, por tanto, un apoyo más a la teoría de la existencia de dos componentes en el sistema transitorio.

Variables psicológicas implicadas en el estudio de las Matemáticas.

1) Buscar unas variables que hagan distintivas las características de los sujetos que prefieren o eligen Matemáticas. 2) Comprobar nuevos instrumentos de medida y la fiabilidad que puedan tener aplicados a un área específica. 123 alumnos de la Universidad de La Laguna de primer curso de Matemáticas, 33 mujeres y 28 varones, y 62 estudiantes de primer de Derecho, 34 mujeres y 28 varones, entre los 17 y 24 años. Proceso de la investigación variables independientes: carrera, sexo. Variables dependientes: puntuaciones de los sujetos en las siguientes pruebas: test de figuras ocultas, test de grupos de letras, cuestionario de locus de control, locus de control interno y de control externo. Variables covariantes: test de problemas aritméticos, edad. Variables controladas: tiempo de ejecución, voluntariedad de las pruebas, comunicación entre los sujetos, hora del dia, lugar, motivación hacia las Matemáticas. 1) Test de figuras ocultas. 2) Test de grupos de letras. 3) Cuestionario locus de control para adultos Lucam, Pelechano y Baguena, 1983. 4) Test de problemas aritméticos. 5) Cuestionario de datos personales. 1) Análisis discriminante con método 'Paso a paso','RAO', y otro con método directo. 2) ANOVAS de 2x2, carrera por sexo, y pruebas de diferencias de medias t-test. 1) Los estudiantes de Matemáticas resultaron más independientes de campo que los estudiantes de Derecho; 2) Se confirma la tendencia a elegir carreras congruentes con el estilo cognitivo; 3) En la variable locus de control interno, no se halló diferencias signifiativas entre las carreras. Para los varones, han resultado con un locus de control significativamente más interno aquellos que escogieron Matemáticas. La media de puntuación de las mujeres es prácticamente la misma, no importa la carrera elegida; 4) Los varones estudiantes de Matemáticas tienden a ser más responsables y autocríticos que los estudiantes de Derecho. Las mujeres son igualmente responsables, pero menos que los varones de Matemáticas. 5) Los varones de Derecho resultaron significativamente más externos que los de Matemáticas. Las mujeres menos externas que los varones de Derecho, pero más que los varones de Matemáticas. Conclusiones y prospectiva: en primer lugar la variable que alcanza un mayor poder de discriminación entre los grupos, es el razonamiento inductivo, característica más significativa de los estudiantes de Matemáticas; en segundo lugar se encuentra el factor 1 del locus de control, FPI= externo social, depresivo fatalista, con una función de 0,68; para este factor no hemos podido hallar una explicación; en tercer lugar, la dependencia-independencia de campo con 0,59 en su función discriminante para el grupo de Matemáticas.

¿Tienen los niños pensamientos intrusos análogos a obsesiones? : presentación de un instrumento estandarizado y resultados preliminares.

Resumen tomado de la publicación

Alexitimia en los trastornos alimentarios.

Resumen tomado de la revista

Actitudes sociopolíticas y jerarquización de valores en una muestra universitaria.

Se plantean las siguientes hipótesis: A) Los sujetos con actitudes conservadoras jerarquizan los valores de forma distinta a los sujetos con actitudes radicales; B) La elección de los valores de igualdad y libertad diferencia a los sujetos que muestran actitudes conservadoras o radicales. Compuesta por 100 sujetos; 38 varones y 62 mujeres, de la Escuela de Ciencias Empresariales de la Universidad de Murcia. Se pasó un cuestionario de 165 ítems utilizando ocho escalas diferentes; una lista de 18 valores finales y otra de 18 valores instrumentales fue administrada a los 100 sujetos de la muestra. Para la primera hipótesis se realizó un análisis factorial de las puntuaciones medias de los sujetos obteniéndose una matriz de correlación entre las 8 puntuaciones de la escala, formándose dos grupos: uno con actitudes políticas radicales y otro con actitudes políticas conservadoras. Para la segunda hipótesis se realizó un análisis factorial ordenando los 36 factores para comparar los dos grupos. Cuestionario de 165 ítems formado por: escala de actitudes sociales; escala de dogmatismo en su forma E; escala de maquiavelismo forma Mach-4; 6 ítems de la escala F de autoritarismo; escala de antiautoritarismo; escala de conservadurismo; escala de sumisión autoritaria; 2 listas de valores. Análisis factorial, matriz de correlación, prueba de W. De Kendall y la prueba V.D. Mann-Whitney. El análisis factorial de componentes principales segregó 3 factores: factor 1: radicalismo-conservadurismo; factor 2: pragmatismo-idealismo; factor 3: autoritarismo. En la prueba de correlación de las 8 escalas se comprueba que, puntuaciones altas en conservadurismo se corresponden con puntuaciones altas en mentalidad blanda; altas en conservadurismo se corresponden con bajas en antiautoritarismo y altas en radicalismo se corresponden con altas en antiautoritarismo. En cuanto a la jerarquización de valores se encuentra un mayor acuerdo en el grupo conservador frente al grupo radical. Los grupos conservador y radical muestran diferencias significativas en la jerarquización de sus valores. Valores centrales del grupo de actitudes conservadoras: equilibrio interno y reconocimiento social, seguridad familiar y tener una vida excitante. Grupo con actitudes radicales: libertad, paz, amistad, felicidad, respeto hacia uno mismo e igualdad.

The impact of North Atlantic Oscillation on the atmospheric pollutant variability in the Porto region, Portugal

The North Atlantic Oscillation (NAO) is an important large-scale atmospheric circulation that influences the European countries climate. This study evaluated NAO impact in air quality in Porto Metropolitan Area (PMA), Portugal, for the period 2002-2006. NAO, air pollutants and meteorological data were statistically analyzed. All data were obtained from PMA Weather Station, PMA Air Quality Stations and NOAA analysis. Two statistical methods were applied in different time scale : principal component and correlation coefficient. Annual time scale, using multivariate analysis (PCA, principal component analysis), were applied in order to identified positive and significant association between air pollutants such as PM10, PM2.5, CO, NO and NO2, with NAO. On the other hand, the correlation coefficient using seasonal time scale were also applied to the same data. The results of PCA analysis present a general negative significant association between the total precipitation and NAO, in Factor 1 and 2 (explaining around 70% of the variance), presented in the years of 2002, 2004 and 2005. During the same years, some air pollutants (such as PM10, PM2.5, SO2, NOx and CO) present also a positive association with NAO. The O3 shows as well a positive association with NAP during 2002 and 2004, at 2nd Factor, explaining 30% of the variance. From the seasonal analysis using correlation coefficient, it was found significant correlation between PM10 (0.72., p<0.05, in 2002), PM2.5 (0 74, p<0.05, in 2004), and SO2 (0.78, p<0.01, in 2002) with NAO during March-December (no winter period) period. Significant associations between air pollutants and NAO were also verified in the winter period (December to April) mainly with ozone (2005, r=-0.55, p.<0.01). Once that human health and hospital morbidities may be affected by air pollution, the results suggest that NAO forecast can be an important tool to prevent them, in the Iberian Peninsula and specially Portugal.

Over expression of Plk1 does not induce cell division in rat cardiac myocytes in vitro

BACKGROUND: Mammalian cardiac myocytes withdraw from the cell cycle during post-natal development, resulting in a non-proliferating, fully differentiated adult phenotype that is unable to repair damage to the myocardium, such as occurs following a myocardial infarction. We and others previously have shown that forced expression of certain cell cycle molecules in adult cardiac myocytes can promote cell cycle progression and division in these cells. The mitotic serine/threonine kinase, Polo-like kinase-1 (Plk1), is known to phosphorylate and activate a number of mitotic targets, including Cdc2/Cyclin B1, and to promote cell division. PRINCIPAL FINDINGS: The mammalian Plk family are all differentially regulated during the development of rat cardiac myocytes, with Plk1 showing the most dramatic decrease in both mRNA, protein and activity in the adult. We determined the potential of Plk1 to induce cell cycle progression and division in cultured rat cardiac myocytes. A persistent and progressive loss of Plk1 expression was observed during myocyte development that correlated with the withdrawal of adult rat cardiac myocytes from the cell cycle. Interestingly, when Plk1 was over-expressed in cardiac myocytes by adenovirus infection, it was not able to promote cell cycle progression, as determined by cell number and percent binucleation. CONCLUSIONS: We conclude that, in contrast to Cdc2/Cyclin B1 over-expression, the forced expression of Plk1 in adult cardiac myocytes is not sufficient to induce cell division and myocardial repair.

Dry matter intake is decreased more by abomasal infusion of unsaturated free fatty acids than by unsaturated Triglycerides

Previous experiments from our group have demonstrated that abomasal infusion of unsaturated free fatty acids (FFA) markedly decreases dry matter intake (DMI) in dairy cows. In contrast, experiments from other groups have noted smaller decreases in DMI when unsaturated triglycerides (TG) were infused postruminally. Our hypothesis was that unsaturated FFA would be more potent inhibitors of DMI than an equivalent amount of unsaturated TG. Four Holstein cows in late lactation were used in a single reversal design. Cows were fed a total mixed ration containing (DM basis) 23% alfalfa silage, 23% corn silage, 40.3% ground shelled corn, and 10.5% soybean meal. Two cows received soy FFA (UFA; 0, 200, 400, 600 g/d) and 2 received soy oil (TG) in the same amounts; cows then were switched to the other lipid source. Cows were abomasally infused with each amount for 5-d periods. The daily amount of lipid was pulse-dosed in 4 equal portions at 0600, 1000, 1700, and 2200 h; no emulsifiers were used and there was no sign of digestive disturbance. Both lipid sources linearly decreased DMI, with a significant interaction between lipid source and amount. Slope-ratio analysis indicated that UFA were about 2 times more potent in decreasing DMI than were TG. Decreased DMI led to decreased milk production. Milk fat content was increased linearly by lipid infusion. Milk fat yield decreased markedly for UFA infusion but was relatively unaffected by infusion of TG. Contents of short- and medium-chain fatty acids in milk fat decreased as the amount of either infusate increased. Contents of C-18:2 and C18: 3 in milk fat were increased linearly by abomasal infusion of either fat source; cis-9 C-18:1 was unaffected. Transfer of infused C18: 2 to milk fat was 35.6, 42.5, and 27.8% for 200, 400, and 600 g/d of UFA, and 34.3, 39.6, and 34.0% for respective amounts of TG. Glucagon-like peptide-1 (7-36) amide (GLP-1) concentration in plasma significantly increased as DMI decreased with increasing infusion amount of UFA or TG. Plasma concentration of cholecystokinin-octapeptide (CCK-8) was unaffected by lipid infusion. These results indicate that unsaturated FFA reaching the duodenum are more potent inhibitors of DMI than are unsaturated TG; the effect may be at least partially mediated by GLP-1.

Feeding rumen-inert fats differing in their degree of saturation decreases intake and increases plasma concentrations of gut peptides in lactating dairy cows

Our objective was to determine the effect of feeding rumen-inert fats differing in their degree of saturation on dry matter intake (DMI), milk production, and plasma concentrations of insulin, glucagon-like peptide 1 (7-36) amide (GLP-1), glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), and cholecystokinin (CCK) in lactating dairy cows. Four midlactation, primiparous Holstein cows were used in a 4 x 4 Latin square experiment with 2-wk periods. Cows were fed a control mixed ration ad libitum, and treatments were the dietary addition (3.5% of ration dry matter) of 3 rumen-inert fats as sources of mostly saturated fatty acids (SFA), monounsaturated fatty acids (MUFA), or polyunsaturated fatty acids (PUFA). Daily DMI, milk yield, and composition were measured on the last 4 d of each period. Jugular vein blood was collected every 30 min over a 7-h period on d 12 and 14 of each period for analysis of plasma concentrations of hormones, glucose, and nonesterified fatty acids. Feeding fat decreased DMI, and the decrease tended to be greater for MUFA and PUFA compared with SFA. Plasma concentration of GLP-1 increased when fat was fed and was greater for MUFA and PUFA. Feeding fat increased plasma glucose-dependent insulinotropic polypeptide and CCK concentrations and decreased plasma insulin concentration. Plasma CCK concentration was greater for MUFA and PUFA than for SFA and was greater for MUFA than PUFA. Decreases in DMI in cows fed fat were associated with increased plasma concentrations of GLP-1 and CCK and a decreased insulin concentration. The role of these peptides in regulating DMI in cattle fed fat requires further investigation.

Plasma concentrations of gut peptides in dairy cattle increase after calving

Effects of transition from late gestation to early lactation on plasma concentrations of glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), glucagon-like peptide 1-(7-36) amide (GLP-1), and cholecystokinin (CCK) have not been reported in cattle. The objective of the present study was to measure plasma concentrations of GLP-1, GIP, CCK, insulin, glucose, and nonesterified fatty acids in blood plasma obtained from the coccygeal vein of 32 Holstein cows at an average of 11 d before, and 5, 12, and 19 d after calving. Feed dry matter intake (DMI) averaged 14.4, 17.7, and 19.9 kg/d on d 5, 12, and 19 of lactation, respectively, as milk yield increased (30.6, 36.6, and 39.7 kg/d, respectively). Plasma concentrations of insulin and glucose were lower postpartum than prepartum, but did not differ among samples collected after calving. In contrast, plasma concentration of gut peptides increased linearly after calving, perhaps as a consequence of increased feed intake and nutrient absorption; however, the increases in plasma concentrations of GIP and GLP-1 as lactation progressed were not associated with increased DMI per se, and likely reflect the endocrine and metabolic adaptations of lactogenesis. In contrast, increased concentration of CCK was related both to increasing days in milk and DMI. By 19 d postpartum, concentrations of GLP-1, GIP, and CCK increased by 2.3-, 1.8-, and 2.8-fold, respectively, compared with values at 11 d before calving. Although these peptides have direct and indirect effects that reduce appetite and DMI in other species (including increased insulin secretion), these may be glucose- or insulin-dependent functions, and insulin and glucose concentrations were reduced in early lactation.

Abomasal infusion of casein, starch and soybean oil differentially affect plasma concentrations of gut peptides and feed intake in lactating dairy cows

The effects of specific nutrients on secretion and plasma concentrations of gut peptides (glucagon-like peptide-1((7-36)) amide (GLP-1), glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), and cholecystokinin-8 (CCK)) differ across species, but are not reported for cattle. Our objective was to determine acute (hours) and chronic (1 week) effects of increased abomasal supply of protein, carbohydrate, or fat to the small intestine on dry matter intake (DMI) and plasma concentrations of GLP-1, GIP, CCK, and insulin. Four mid-lactation Holstein cows were used in a 4 x 4 Latin square design experiment. Treatments were 7-day abomasal infusions of water, soybean oil (500 g/d), corn starch (1100 g/d), or casein (800 g/d). Jugular vein plasma was obtained over 7 h at the end of the first and last day of infusions. Oil infusion decreased DMI on day 7, but total metabolizable energy (ME) supply (diet plus infusate) did not differ from water infusion. Casein and starch infusion had no effect on feed DMI; thus, ME supply increased. Decreased DMI on day 7 of oil infusion was accompanied by increased plasma GLP-1 concentration, but decreased plasma CCK concentration. Increased plasma GIP concentration was associated with increased ME supply on day 7 of casein and starch infusion. Casein infusion tended to increase plasma CCK concentration on both days of sampling, and increased plasma GLP-1 and insulin concentration on day 1 of infusion. The present data indicate a sustained elevation of plasma concentration of GLP-1, but not CCK, may contribute to the reduced DMI observed in dairy cows provided supplemental fat. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Physiological mechanisms mediating aspartame-induced satiety

Aspartame has been previously shown to increase satiety. This study aimed to investigate a possible role for the satiety hormones cholecystokinin (CCK) and glucagon-like peptide-1 (GLP-1) in this effect. The effects of the constituents of aspartame, phenylalanine and aspartic acid, were also examined. Six subjects consumed an encapsulated preload consisting of either 400 mg aspartame, 176 mg aspartic acid + 224 mg phenylalanine, or 400 mg corn flour (control), with 1.5 g paracetamol dissolved in 450 ml water to measure gastric emptying. A 1983-kJ liquid meal was consumed 60 min later. Plasma CCK, GLP-1, glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP), glucose, and insulin were measured over 0-120 min. Gastric emptying was measured from 0 to 60 min. Plasma GLP-1 concentrations decreased following the liquid meal (60-120 min) after both the aspartame and amino acids preloads (control, 2096.9 pmol/l min; aspartame, 536.6 pmol/l min; amino acids, 861.8 pmol/l min; incremental area under the curve [AUC] 60-120 min, P<.05). Desire to cat was reduced from 60 to 120 min following the amino acids preload (control, -337.1 mm min; aspartame, -505.4 mm min; amino acids, -1497.1 mm min; incremental AUC 60-120 min, P<.05). However, gastric emptying rates, plasma CCK, GIP, insulin, and glucose concentrations were unaffected. There was a correlation between the increase in plasma phenylalanine and decrease in desire to eat after the liquid meal following the constituent amino acids (r = -.9774, P=.004). In conclusion, it is unlikely that aspartame increases satiety via CCK- or GLP-1-mediated mechanisms, but small changes in circulating phenylalanine concentrations may influence appetite. (C) 2003 Elsevier Science Inc. All rights reserved.

Prebiotics and resistance to gastrointestinal infections

Acute gut disorder is a cause for significant medicinal and economic concern. Certain individual pathogens of the gut, often transmitted in food or water, have the ability to cause severe discomfort. There is a need to manage such conditions more effectively. The route of reducing the risk of intestinal infections through diet remains largely unexplored. Antibiotics are effective at inhibiting pathogens; however, these should not be prescribed in the absence of disease and therefore cannot be used prophylactically. Moreover, their indiscriminate use has reduced effectiveness. Evidence has accumulated to suggest that some of the health-promoting bacteria in the gut (probiotics) can elicit a multiplicity of inhibitory effects against pathogens. Hence, an increase in their numbers should prove effective at repressing pathogen colonisation if/when infectious agents enter the gut. As such, fortification of indigenous bifidobacteria/lactobacilli by using prebiotics should improve protection. There are a number of potential mechanisms for lactic acid bacteria to reduce intestinal infections. Firstly, metabolic endproducts such as acids excreted by these micro-organisms may lower the gut pH to levels below those at which pathogens are able to effectively compete. Also, many lactobacilli and bifidobacteria species are able to excrete natural antibiotics, which can have a broad spectrum of activity. Other mechanisms include an improved immune stimulation, competition for nutrients and blocking of pathogen adhesion sites in the gut. Many intestinal pathogens like type 1 fimbriated Escherichia coli, salmonellae and campylobacters utilise oligosaccharide receptor sites in the gut. Once established, they can then cause gastroenteritis through invasive and/or toxin forming properties. One extrapolation of the prebiotic concept is to simulate such receptor sites in the gut lumen. Hence, the pathogen is 'decoyed' into not binding at the host mucosal interface. The combined effects of prebiotics upon the lactic acid flora and anti-adhesive strategies may lead towards new dietary interventions against food safety agents.