Evaluation of some residual bioactivities of microencapsulated Phaseolus lunatus protein fraction with carboxymethylated flamboyant (Delonix regia) gum/sodium alginate

Recent studies have shown the beneficial effect of peptides, an unexploited source could be Phaseolus lunatus being an important raw material for those functional products in order to improve their utilization. In addition to improve the beneficial effect of bioactive peptides the microencapsulation could be a way to protect the peptides against the environment to which they are exposed. P. lunatus protein fraction (<10 kDa of weight) was encapsulated using a blend of carboxymethylated flamboyant gum (CFG) and sodium alginate (SA) at different concentrations of CaCl2 and hardening times. After in vitro digestion of microcapsules the residual activity, in the intestinal system, both inhibition of agiotensin-converting enzyme (I-ACE) and antioxidant activity obtained were in a range of 0.019-0.136 mg/mL and 570.64-813.54 mM of TEAC respectively. The microencapsulation employed CFG/SA blends could be used controlled delivery of peptide fractions with potential use as a nutraceutical or therapeutic agents.

Labneh with probiotic properties produced from kefir: development and sensory evaluation

The labneh or labaneh is a popular fermented milk in the Middle East. Another fermented product that deserves special mention is kefir since it has probiotic activity and unique sensory, nutritional, and therapeutic properties. The aim of the present study was to develop a functional probiotic labneh using kefir as a fermenting agent and to perform a sensory analysis of the obtained product. Kefir was obtained by growing grains in pasteurized milk. Samples of skimmed and whole labneh were prepared from the inoculation of 5% kefir milk (skimmed/whole) at 28 ºC for 24h, followed by cooling (12-18h) and whey drainage (12-24h), both at 4 ºC. Sensory analysis was performed with 70 untrained panelists using a 9-point scale hedonic in the acceptance tests. The paired t-test was used to compare the differences between the means of the scores obtained, with the significance level of 5%. The labneh prepared showed good acceptance by the judges, and the whole labneh samples had the highest scores in the acceptance test. Further studies on the analysis of microbiological viability, nutritional composition, and determination of shelf life, also to improve acceptability of the low-fat version of the product, are needed.

Whole and crushed nutlets of chia (Salvia hispanica) from Mexico as a source of functional gums

The objective of this study was to characterize the chemical and functional properties of Mexican chia (Salvia hispanica) gums extracted from defatted whole and crushed nutlets using the Soxhlet and SFE-CO2 methods. Chia gums have interesting chemical and functional properties for the food industry. The oil and gum yields were in the range of 1.98-16.42% and 5.81-12.60%, respectively. The defatting procedure did not affect significantly the oil and gum extraction; the nutlet type (whole or crushed) was the only parameter influencing the yield. The proximate composition and the protein and fiber contents of chia gum were evaluated. Low contents of protein and fiber and high NFE levels were found in whole nutlet gums. The functional properties of chia gum extracted from whole and crushed nutlets with the Soxhlet and SFE-COs methods showed the following ranges of water absorption capacity of 62.64 to 143.66 g/g, water adsorption capacity of 0.69 to 1.35 g/g, and water and oil holding capacity of 100 to 149.28 g/g and19.5 to 40.4 g/g, respectively. The rheological behavior exhibited by the gums was pseudoplastic or shear thinning. From a functional perspective, chia gum is an important food component due its emulsifier and stabilizer potentials.

Screening of iron-enriched fungus from natural environment and evaluation of organically bound iron bioavailability in rats

Iron is an essential element for nearly all living organisms, and its deficiency is the most common form of malnutrition in the world. The organic forms of trace elements are considered more bioavailable than the inorganic forms. Although Saccharomyces cerevisiae can enrich metal elements and convert inorganic iron to organic species, its tolerability and transforming capacity are limited. The aim of this study was to screen higher biomass and other iron-enriched fungi strains besides Saccharomyces cerevisiae from the natural environment. A PDA medium containing 800 μg/mL iron was used for initial screening. Fifty strains that tolerated high iron concentration were isolated from the natural environment, and only one strain, No.BY1109, grew well at Fe (II) concentration of 10,000μg/ml. According to morphological characterization, 18S rDNA sequence analysis, and biophysical and biochemical characterization, the strain No.BY1109 was identified as Rhodotorula. The iron content of No.BY1109 (10 mg Fe/g dry cell) was determined using atomic absorption spectrometry. The results of distribution of iron in the cells showed that iron ion was mainly chelated in the cell walls and vacuoles. The bioavailability in rats confirmed that strain No.BY1109 had higher absorption efficiency than that of ferrous sulfate after single dose oral administration. The present study introduces new iron supplements, and it is a basis for finding new iron supplements from natural environment.

Effect of huitlacoche (Ustilago maydis DC Corda) paste addition on functional, chemical and textural properties of tortilla chips

AbstractThis study analyzed the addition of huitlacoche paste (HP) in baked tortilla chips (TC), evaluating its effects on functional, physicochemical and structural changes during processing. Two blue corn grains were nixtamalized, stone milled, air dried and milled to obtain flour; commercial blue corn flour (TM1) and commercial TC (TM2) were used as controls. Additions of 0, 3, 6 and 9% of HP were formulated; masas were prepared at 55% moisture content (MC), precooked and baked in an industrial machine. TC crispiness was influenced by grain characteristics and percentage of HP. Huitlacoche paste addition caused an increase in total dietary fiber (from 5.27 to 14.54%), total soluble phenolics content (from 17.52 to 37.60 mg GAE/100 g) and antioxidant capacity (from 6.74 to 7.98 μmol TE/g) in TC. Results suggest that tortilla chips added with huitlacoche can be an alternative to prepare this traditional edible fungus and produce healthier snacks, not fried and enriched with bioactive compounds.

Effects of whole-wheat flour and bordeaux grape pomace (Vitis labrusca L.) on the sensory, physicochemical and functional properties of cookies

Abstract Grape pomace, which is derived from the skin and seeds, is the residue from the production of grape juice and wine. It corresponds to up to 20% of the total volume and it contains a high level of dietary fibers and bioactive compounds. In the Brazilian market, there is no product containing grape pomace as a replacement for conventional wheat flour. Thus, this study aimed to assess the effects of whole-wheat flour and organic Bordeaux grape pomace (Vitis labrusca L.) on the sensory, physicochemical and functional properties of cookies using response surface methodology (RSM). The regression models indicated that the addition of whole-wheat and organic grape pomace decreased (p < 0.0001) the water activity and significantly increased the content of fibers, hardness, brittleness, antioxidant activity and total phenolic content of the cookies. The RSM models presented suitable R2 and R2adj values (> 65% of explained data variability), except for brittleness. The sensory evaluation results revealed that no significant differences (p > 0.05) were observed for the cookie samples, implying that the addition of grape pomace and whole-wheat flour did not negatively affect the preference of cookies.

Variation of some chemical and functional properties of Bambara groundnut (Voandzeia Subterranean L. Thouars) during sort time storage

Abstract The storage susceptibility of Bambara groundnut (B. G.) (Voandzeia Subterranean (L.) Thouars) to Callosobruchus maculatus and chemical and functional properties of 11 varieties form Far-North of Cameroon were investigate using standard analytical methods. Storage susceptibility shown that, after five months within treatment, C. maculatus destroy 10 to 50% of grains. The chemical characteristics of none attack grains of 11 varieties were range to 18.64 at 21.08%, 6.85 at 7.44%, 49.75 at 52.68% and to 6.05 at 7.55% respectively for protein, fat, starch and free carbohydrate. These chemical characteristics significantly (p < 0.05) decreases form attacks varieties. For the functional parameters, the none attacks grains was range of 130 at 135%, 19.15 at 20.91%, 18.20 at 21.13%, 2.76 at 3.21% and of 8.54 at 10.14% respectively for water capacity absorption, solubility index, gel length, ash and humidity. The results of this study indicated that storage susceptibility, chemical and functional properties of B. G. be dependant to the varieties.

Economic and environmental evaluation of renewable energy systems

The main objective of this thesis is to evaluate the economic and environmental effectiveness of three different renewable energy systems: solar PV, wind energy and biomass energy systems. Financial methods such as Internal Rate of Return (IRR) and Modified Internal Rate of Return (MIRR) were used to evaluate economic competitiveness. Seasonal variability in power generation capability of different renewable systems were also taken into consideration. In order to evaluate the environmental effectiveness of different energy systems, default values in GaBi software were taken by defining the functional unit as 1kWh. The results show that solar PV systems are difficult to justify both in economic as well as environmental grounds. Wind energy performs better in both economic and environmental grounds and has the capability to compete with conventional energy systems. Biomass energy systems exhibit environmental and economic performance at the middle level. In each of these systems, results vary.

Educator Evaluation of Academic and Social Competence in Students with Acquired Brain Injury (ABI) Relative to Assessed Performance and Sense of Belonging

Acquired brain injury (ABI) is the leading cause of death and disability amongst children and adolescents andpresents itself with challenges associated in cognitive, social, emotional, and behavioural domains. These changes may interfere with academic performance and social inclusion, influencing self-esteem and personal success. The current study examined a subset of data to capture the sense of academic and social belonging for students with ABI as a function of the classroom teachers’ subjective perception of ability, their ABI knowledge, and student identification. Overall, a discrepancy was found between educators’ subjective ratings of student performance and students’ neurocognitive capacity. Educator knowledge and identification of ABI influenced student success in academic and social domains independent of teaching approach. This research has implications for the identification of ABI in the classroom and related challenges students experience. Educators are underprepared for the reintegration of students returning to school and lack appropriate knowledge and strategies to accommodate individual needs.

Functional Forms and Educational Production Functions

Different Functional Forms Are Proposed and Applied in the Context of Educational Production Functions. Three Different Specifications - the Linerar, Logit and Inverse Power Transformation (Ipt) - Are Used to Explain First Grade Students' Results to a Mathematics Achievement Test. with Ipt Identified As the Best Functional Form to Explain the Data, the Assumption of Differential Impact of Explanatory Variables on Achievement Following the Status of the Student As a Low Or High Achiever Is Retained. Policy Implications of Such Result in Terms of School Interventions Are Discussed in the Paper.

Anatomo-functional magnetic resonance imaging of the spinal cord and its application to the characterization of spinal lesions in cats

Les lésions de la moelle épinière ont un impact significatif sur la qualité de la vie car elles peuvent induire des déficits moteurs (paralysie) et sensoriels. Ces déficits évoluent dans le temps à mesure que le système nerveux central se réorganise, en impliquant des mécanismes physiologiques et neurochimiques encore mal connus. L'ampleur de ces déficits ainsi que le processus de réhabilitation dépendent fortement des voies anatomiques qui ont été altérées dans la moelle épinière. Il est donc crucial de pouvoir attester l'intégrité de la matière blanche après une lésion spinale et évaluer quantitativement l'état fonctionnel des neurones spinaux. Un grand intérêt de l'imagerie par résonance magnétique (IRM) est qu'elle permet d'imager de façon non invasive les propriétés fonctionnelles et anatomiques du système nerveux central. Le premier objectif de ce projet de thèse a été de développer l'IRM de diffusion afin d'évaluer l'intégrité des axones de la matière blanche après une lésion médullaire. Le deuxième objectif a été d'évaluer dans quelle mesure l'IRM fonctionnelle permet de mesurer l'activité des neurones de la moelle épinière. Bien que largement appliquées au cerveau, l'IRM de diffusion et l'IRM fonctionnelle de la moelle épinière sont plus problématiques. Les difficultés associées à l'IRM de la moelle épinière relèvent de sa fine géométrie (environ 1 cm de diamètre chez l'humain), de la présence de mouvements d'origine physiologique (cardiaques et respiratoires) et de la présence d'artefacts de susceptibilité magnétique induits par les inhomogénéités de champ, notamment au niveau des disques intervertébraux et des poumons. L'objectif principal de cette thèse a donc été de développer des méthodes permettant de contourner ces difficultés. Ce développement a notamment reposé sur l'optimisation des paramètres d'acquisition d'images anatomiques, d'images pondérées en diffusion et de données fonctionnelles chez le chat et chez l'humain sur un IRM à 3 Tesla. En outre, diverses stratégies ont été étudiées afin de corriger les distorsions d'images induites par les artefacts de susceptibilité magnétique, et une étude a été menée sur la sensibilité et la spécificité de l'IRM fonctionnelle de la moelle épinière. Les résultats de ces études démontrent la faisabilité d'acquérir des images pondérées en diffusion de haute qualité, et d'évaluer l'intégrité de voies spinales spécifiques après lésion complète et partielle. De plus, l'activité des neurones spinaux a pu être détectée par IRM fonctionnelle chez des chats anesthésiés. Bien qu'encourageants, ces résultats mettent en lumière la nécessité de développer davantage ces nouvelles techniques. L'existence d'un outil de neuroimagerie fiable et robuste, capable de confirmer les paramètres cliniques, permettrait d'améliorer le diagnostic et le pronostic chez les patients atteints de lésions médullaires. Un des enjeux majeurs serait de suivre et de valider l'effet de diverses stratégies thérapeutiques. De telles outils représentent un espoir immense pour nombre de personnes souffrant de traumatismes et de maladies neurodégénératives telles que les lésions de la moelle épinière, les tumeurs spinales, la sclérose en plaques et la sclérose latérale amyotrophique.

Evaluation of oxytocin pharmacokinetic : pharmacodynamic profile and establishment of its cardiomyogenic potential in swine

La thérapie cellulaire est une avenue pleine de promesses pour la régénération myocardique, par le remplacement du tissu nécrosé, ou en prévenant l'apoptose du myocarde survivant, ou encore par l'amélioration de la néovascularisation. Les cellules souches de la moelle osseuse (CSMO) expriment des marqueurs cardiaques in vitro quand elles sont exposées à des inducteurs. Pour cette raison, elles ont été utilisées dans la thérapie cellulaire de l'infarctus au myocarde dans des études pre-cliniques et cliniques. Récemment, il a été soulevé de possibles effets bénéfiques de l'ocytocine (OT) lors d’infarctus. Ainsi, l’OT est un inducteur de différenciation cardiaque des cellules souches embryonnaires, et cette différenciation est véhiculée par la voie de signalisation du monoxyde d’azote (NO)-guanylyl cyclase soluble. Toutefois, des données pharmacocinétiques de l’OT lui attribue un profil non linéaire et celui-ci pourrait expliquer les effets pharmacodynamiques controversés, rapportés dans la lttérature. Les objectifs de ce programme doctoral étaient les suivants : 1) Caractériser le profil pharmacocinétique de différents schémas posologiques d'OT chez le porc, en développant une modélisation pharmacocinétique / pharmacodynamique plus adaptée à intégrer les effets biologiques (rénaux, cardiovasculaires) observés. 2) Isoler, différencier et trouver le temps optimal d’induction de la différenciation pour les CSMO porcines (CSMOp), sur la base de l'expression des facteurs de transcription et des protéines structurales cardiaques retrouvées aux différents passages. 3) Induire et quantifier la différenciation cardiaque par l’OT sur les CSMOp. 4) Vérifier le rôle du NO dans cette différenciation cardiaque sur les CSMOp. Nous avons constaté que le profil pharmacocinétique de l’OT est mieux expliqué par le modèle connu comme target-mediated drug disposition (TMDD), parce que la durée du séjour de l’OT dans l’organisme dépend de sa capacité de liaison à son récepteur, ainsi que de son élimination (métabolisme). D'ailleurs, nous avons constaté que la différenciation cardiomyogénique des CSMOp médiée par l’OT devrait être induite pendant les premiers passages, parce que le nombre de passages modifie le profile phénotypique des CSMOp, ainsi que leur potentiel de différenciation. Nous avons observé que l’OT est un inducteur de la différenciation cardiomyogénique des CSMOp, parce que les cellules induites par l’OT expriment des marqueurs cardiaques, et l'expression de protéines cardiaques spécifiques a été plus abondante dans les cellules traitées à l’OT en comparaison aux cellules traitées avec la 5-azacytidine, qui a été largement utilisée comme inducteur de différenciation cardiaque des cellules souches adultes. Aussi, l’OT a causé la prolifération des CMSOp. Finalement, nous avons observé que l'inhibition de la voie de signalisation du NO affecte de manière significative l'expression des protéines cardiaques spécifiques. En conclusion, ces études précisent un potentiel certain de l’OT dans le cadre de la thérapie cellulaire cardiomyogénique à base de cellules souches adultes, mais soulignent que son utilisation requerra de la prudence et un approfondissement des connaissances.

Characterization of polycystin-1 in ADPKD pathogenetic mechanism : biogenesis and functional implications by genetic approaches in mouse

La polykystose rénale autosomique dominante (ADPKD) est une des maladies génétiques les plus communes. ADPKD se manifeste le plus souvent au stade adulte par la présence de kystes rénaux, et bien souvent de kystes hépatiques, avec une progression très variable. ADPKD mène à une insuffisance rénale: les seuls recours sont la dialyse puis la transplantation rénale. Les mutations dispersées sur les gènes PKD1 (majoritairement; la protéine polycystine-1, PC1) et PKD2 (la protéine polycystine-2, PC2) sont responsables de l’ADPKD. Le mécanisme pathogénétique de perte de fonction (LOF) et donc d’un effet récessif cellulaire est évoqué comme causatif de l’ADPKD. LOF est en effet supporté par les modèles murins d’inactivation de gènes PKD1/PKD2, qui développent de kystes, quoique in utéro et avec une rapidité impressionnante dans les reins mais pas dans le foie. Malgré de nombreuses études in vitro, le rôle de PC1/PC2 membranaire/ciliaire reste plutôt hypothétique et contexte-dépendant. Ces études ont associé PC1/PC2 à une panoplie de voies de signalisation et ont souligné une complexité structurelle et fonctionnelle exceptionnelle, dont l’implication a été testée notamment chez les modèles de LOF. Toutefois, les observations patho-cellulaires chez l’humain dont une expression soutenue, voire augmentée, de PKD1/PC1 et l’absence de phénotypes extrarénaux particuliers remet en question l’exclusivité du mécanisme de LOF. Il était donc primordial 1) d’éclaircir le mécanisme pathogénétique, 2) de générer des outils in vivo authentiques d’ADPKD en terme d’initiation et de progression de la maladie et 3) de mieux connaitre les fonctions des PC1/PC2 indispensables pour une translation clinique adéquate. Cette thèse aborde tous ces points. Tout d’abord, nous avons démontré qu’une augmentation de PKD1 endogène sauvage, tout comme chez l’humain, est pathogénétique en générant et caractérisant en détail un modèle murin transgénique de Pkd1 (Pkd1TAG). Ce modèle reproduit non seulement les caractéristiques humaines rénales, associées aux défauts du cil primaire, mais aussi extrarénales comme les kystes hépatiques. La sévérité du phénotype corrèle avec le niveau d’expression de Pkd1 ce qui supporte fortement un modèle de dosage. Dans un deuxième temps, nous avons démontré par les études de complémentations génétiques que ces deux organes reposent sur une balance du clivage GPS de Pc1, une modification post-traductionelle typique des aGPCR, et dont l’activité et l’abondance semblent strictement contrôlées. De plus, nous avons caractérisé extensivement la biogénèse de Pc1 et de ses dérivés in vivo générés suite au clivage GPS. Nous avons identifié une toute nouvelle forme et prédominante à la membrane, la forme Pc1deN, en plus de confirmer deux fragments N- et C-terminal de Pc1 (NTF et CTF, respectivement) qui eux s’associent de manière non-covalente. Nous avons démontré de façon importante que le trafic de Pc1deN i.e., une forme NTF détachée du CTF, est toutefois dépendant de l’intégrité du fragment CTF in vivo. Par la suite, nous avons généré un premier modèle humanisant une mutation PKD1 non-sens tronquée au niveau du domaine NTF(E3043X) en la reproduisant chez une souris transgénique (Pkd1extra). Structurellement, cette mutation, qui mimique la forme Pc1deN, s’est également avérée causative de PKD. Le modèle Pkd1extra a permis entre autre de postuler l’existence d’une cross-interaction entre différentes formes de Pc1. De plus, nos deux modèles murins sont tous les deux associés à des niveaux altérés de c-Myc et Pc2, et soutiennent une implication réelle de ces derniers dans l’ADPKD tou comme une interaction fonctionnelle entre les polycystines. Finalement, nous avons démontré un chevauchement significatif entre l’ADPKD et le dommage rénal aigüe (ischémie/AKI) dont une expression augmentée de Pc1 et Pc2 mais aussi une stimulation de plusieurs facteurs cystogéniques tel que la tubérine, la β-caténine et l’oncogène c-Myc. Nos études ont donc apporté des évidences cruciales sur la contribution du gène dosage dans l’ADPKD. Nous avons développé deux modèles murins qui serviront d’outil pour l’analyse de la pathologie humaine ainsi que pour la validation préclinique ADPKD. L’identification d’une nouvelle forme de Pc1 ajoute un niveau de complexité supplémentaire expliquant en partie une capacité de régulation de plusieurs voies de signalisation par Pc1. Nos résultats nous amènent à proposer de nouvelles approches thérapeutiques: d’une part, le ciblage de CTF i.e., de style chaperonne, et d’autre part le ciblage de modulateurs intracellulaires (c-Myc, Pc2, Hif1α). Ensemble, nos travaux sont d’une importance primordiale du point de vue informatif et pratique pour un avancement vers une thérapie contre l’ADPKD. Le partage de voies communes entre AKI et ADPKD ouvre la voie aux approches thérapeutiques parallèles pour un traitement assurément beaucoup plus rapide.

GABA, serotonin, muscarinic receptors - their second messengers and transcription factors functional regulation in the brain regions of hypoxic neonatal rats: Resuscitation with glucose, oxygen and epinephrine

The present study was designed to investigate the protective effect of glucose, oxygen and epinephrine resuscitation on impairment in the functional role of GABAergic, serotonergic, muscarinic receptors, PLC, BAX, SOD, CAT and GPx expression in the brain regions of hypoxia induced neonatal rats. Also, the role of hormones - Triiodothyronine (T3) and insulin, second messengers – cAMP, cGMP and IP3 and transcription factors – HIF and CREB in the regulation of neonatal hypoxia and its resuscitation methods were studied. Behavioural studies were conducted to evaluate the motor function and cognitive deficit in one month old control and experimental rats. The efficient and timely supplementation of glucose plays a crucial role in correcting the molecular changes due to hypoxia, oxygen and epinephrine. The sequence of glucose, epinephrine and oxygen administration at the molecular level is an important aspect of the study. The additive neuronal damage effect due to oxygen and epinephrine treatment is another important observation. The corrective measures by initial supply of glucose to hypoxic neonatal rats showed from the molecular study when brought to practice will lead to healthy intellectual capacity during the later developmental stages, which has immense clinical significance in neonatal care.

Muscarinic MI and Glutamate Receptor Gene Expression and their Functional Role in Pilocarpine Induced Temporal Lobe Epilepsy in rats: Regulation by Bacoside A and Bacopa monnieri Extracts

The present work is to understand the alterations of total muscarinic. muscarinic MI and glutamate receptors in the brain regions of pilocarpine induced epileptic rats. The work focuses on the evaluation of the anti epileptic activity of extracts of Bacopa monnieri, Bacoside A and Carbamazepine in vivo. The molecular changes in the muscarinic M I receptors in the pre- and post-treated epileptic model with Bacopa monnieri, Bacoside A and Carbamazepine were also studied. These studies will help us to elucidate the functional role of muscarinic and glutamate receptors in epilepsy.