Morphology, ultrastructure, and implied function of ciliated sensory structures on the developmental stages of Merizocotyle icopae (Monogenea : Monocotylidae)

Experimental infections were used to track the fate of the dorsal sensilla of Merizocotyle icopae (Monogenea: Monocotylidae) from nasal tissue of the shovelnose ray, Rhinobatos typus (Rhinobatidae). Scanning and transmission electron microscopy revealed that 3 types of uniciliate dorsal sensilla exist at different times in the development of the monogenean. Type 1 sensilla have little or no invagination where the cilium exits the distal end of the dendrite and possess a ring of epidermis surrounding the cilium distal to the invagination. Type 2 sensilla have a deep invagination where the cilium exits the dendrite. Type 3 sensilla can be distinguished from the other types by the shape of the dendrite. The larvae have predominantly Type I dorsal sensilla, most of which are lost approximately 24 h after infection and a few Type 2 sensilla, which are retained. Additional Type 2 sensilla (termed Adult Type 2 sensilla), which are slightly different morphologically from the Type 2 sensilla of the larvae, form in later stages of development. Numerous Type 3 sensilla are unique to the dorsal surface of adults. Loss of all Type I sensilla upon attachment to the host, R. typus, suggests that these may be chemo- or mechanoreceptors responsible for host location by the swimming infective larvae. Type 2 sensilla appear to be important in the larvae, juveniles, and adults whereas the modality mediated by Type 3 is specific to adults. (C) 2003 Wiley-Liss, Inc.

Ultrastructure of the mature spermatozoa of caecilians (Amphibia : Gymnophiona)

The spermatozoa of Gymnophiona show the following autapomorphies: 1) penetration of the distal centriole by the axial fiber; 2) presence of an acrosomal baseplate; 3) presence of an acrosome seat (flattened apical end of nucleus); and 4) absence of juxta-axonemal fibers. The wide separation of the plasma membrane bounding the undulating membrane is here also considered to be apomorphic. Three plesiomorphic spermatozoal characters are recognized that are not seen in other Amphibia but occur in basal amniotes: 1) presence of mitochondria with a delicate array of concentric cristae (concentric cristae of salamander spermatozoa differ in lacking the delicate array); 2) presence of peripheral dense fibers associated with the triplets of the distal centriole; and 3) presence of a simple annulus (a highly modified, elongate annulus is present in salamander sperm). The presence of an endonuclear canal containing a perforatorium is a plesiomorphic feature of caecilian spermatozoa that is shared with urodeles, some basal anurans, sarcopterygian fish, and some amniotes. Spermatozoal synapornorphies are identified for 1) the Uraeotyphlidae and Ichthyophiidae, an 2) the Caeciliidae and Typhlonectidae, suggesting that the members of each pair of families are more closely related to each other than to other caecilians. Although caecilian spermatozoa exhibit the clear amphibian synapomorphy of the unilateral location of the undulating membrane and its axial fiber, they have no apomorphic characters that suggest a closer relationship to either the Urodela or Axiura. J. Morphol. 258:179-192, 2003. (C) 2003 Wiley-Liss, Inc.

Ultrastructure of Hepatozoon boigae (Mackerras, 1961) nov comb. from brown tree snakes, Boiga irregularis, from northern Australia

Intraerythrocytic bodies identified as haemogregarine gamonts were found in 29% of 97 brown tree snakes (Boiga irregularis) examined during a haematological survey of reptiles in Australasia during 1994-1998. The morphological characteristics of the parasites were consistent with those of Haemogregarina boigae Mackerras, 1961, although the gamonts were slightly larger and lacked red caps but contained distinctive polar grey capsules. Gamonts did not distend host cells but laterally displaced their nuclei. They were contained within parasitophorous vacuoles and possessed typical apicomplexan organelles, including a conoid, polar rings, rhoptries and micronemes. Schizonts producing up to 30 merozoites were detected in endothelial cells of the lungs of 11 snakes. The absence of erythrocytic schizogony suggests the parasites belong to the genus Hepatozoon. Electron microscopy also revealed the presence of curious encapsulated organisms in degenerating erythrocytes. These stages did not possess apical complex organelles and were surrounded by thick walls containing circumferential junctions and interposed strips reminiscent of oocyst sutures.

Ultrastructure of developing tooth plates in the Australian lungfish, Neoceratodus forsteri (Osteichthyes : Dipnoi)

While the lungfish dentition is partially understood as far as morphology and light microscopic structure is concerned, the ultrastructure is not. Each tooth plate is associated with a dental lamina that develops from the inner layer of endodermal cells that form the oral epithelium. Dentines, bone and cartilage of the jaws differentiate from mesenchyme cells aggregating beneath the oral endothelium. Enamel, in the developing and in the mature form, has similarities to that of other early vertebrates, but unusual characters appear as development proceeds. Ameloblasts are capable of secreting enamel, and, with mononuclear osteoclasts, of remodelling the bone below the tooth plate. The forms of dentine, all based largely on an extracellular matrix of collagen and mineralised with biological apatite, differ from each other and from the underlying bone in the ultrastructure of associated cells and in the mineralised extracellular matrices produced. Cell processes emerging from the odontoblasts and from the osteoblasts vary in length, degree of branching and of anastomoses between the processes, although all of the cell types have large amounts of rough endoplasmic reticulum. Mineralisation of the extracellular matrices varies among the enamel, dentines and bone in the tooth plate. In addition, the development of the hard tissues of the tooth plates indicates that many of the similarities in fine structure of the dentition in lungfish, to tissues in other fish and amphibia, apparent early in development, disappear as the dentition matures. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

In ovo electroporation of Crim1 in the developing chick spinal cord

The novel mammalian gene Crim1 encodes a transmembrane bound protein with similarity to the secreted bone morphogenetic protein (BMP) antagonists, vertebrate Chordin, and its Drosophila homologue short gastrulation. Crim1 is expressed in the neural tube in mouse in a restricted pattern, but its function in central nervous system development is largely unknown. We isolated the chicken Crim1 orthologue and analyzed its expression in the developing neural tube. Chicken CRIM1 shares strong homology to human/mouse CRIM1 and C. elegans CRIM1-like proteins. Crim1 is expressed in a similar but not identical pattern to that in the developing spinal cord of mouse, including the notochord, floor plate, motor neurons, and the roof plate. Unlike follistatin, a secreted inhibitor of BMPs, in ovo electroporation of CRIM1, as a full-length transmembrane bound or secreted ectodomain was not sufficient to disrupt early patterning of the neural tube. However, ectodomain CRIM1 overexpression leads to an approximate 50% decrease in populations of specific ventral neuronal populations, including ISL-1(+) motor neurons, CHX-10(+) V1, and EN-1(+) V2 interneurons.

Retinal specializations in the blue marlin: eyes designed for sensitivity to low light levels

The large eyes and well-developed visual system of billfishes suggest that vision is an important sense for the detection and interception of prey and lures. Investigations of visual abilities in these large pelagic fishes are difficult, however anatomical studies of billfish eyes and retinas allow prediction of a number of visual capabilities. From the density of ganglion cells in the blue marlin (Makaira nigricans) retina, visual acuities of less than 10 cycles per degree were derived, a surprisingly low visual resolution given the absolute size of the marlin eye. Cone photoreceptors, on the other hand, were present in high densities, resulting in a presumed summation of cones to ganglion cells at a ratio of 40:1, even in the area of best vision. The optical sensitivity of the marlin eye was high owing to the large dimensions of the cone photoreceptors. These results indicate that the marlin eye is specifically adapted to cope with the low light levels encountered during diving. Since the marlin is likely to use its vision at depth, it is suggested that this line of research could help estimate the limits of vertical distribution based on light level.

Expression of ephs and ephrins in developing mouse inner ear

Levels of expression of mRNAs encoding the different Ephs and ephrins were measured by semi-quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction in developing mouse whole inner ears, and in dissected fractions of the neonatal mouse inner ear. Nineteen of the 24 known Ephs and ephrins were surveyed. The results showed that between embryonic age (E) 11.5 days and E12.5, levels increased 10-300 times per unit of tissue. In neonatal mice, the fraction containing combined organ of Corti and spiral ganglion showed relatively strong expression of EphA4, EphB3, ephrin-A3, ephrin-B2 and ephrin-B3. In the lateral wall, EphA4, ephrin-A3 and ephrin-B2 were strongly expressed, while ephrin-A3 was particularly strongly expressed in utricular and saccular sensory epithelia. The results suggest that the Ephs and ephrins are likely to play a part in the differentiation of the structures of the inner ear, and show which Ephs and ephrins are most likely to play important roles in the different structures. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Alterações na estrutura anatômica da madeira de cavacos de eucalyptus grandis em três condições de desfibramento para a confecção de painéis MDF

A utilização da madeira de eucalipto na confecção de painéis MDF é recente, tornando-se necessário entender as modificações em sua estrutura anatômica durante as etapas do processo industrial, notadamente no desfibramento dos cavacos. Com esse objetivo, neste estudo foram aplicadas três condições diferenciadas de desfibramento dos cavacos, alterando-se (i) o tempo de aquecimento, (ii) as pressões de digestão e de desfibramento e (iii) a energia específica de desfibramento, sendo avaliadas as características anatômicas dos componentes celulares da madeira. O aumento da intensidade de refino dos cavacos de madeira reduziu o comprimento médio das fibras e aumentou o porcentual de fibras quebradas, corroborando as imagens de microscopia eletrônica de varredura, além da diminuição do número dos vasos e de células de parênquima. Essa condição de desfibramento mais intensa promoveu, também, um característico escurecimento da coloração da polpa composta pelos elementos celulares da madeira. A aplicação de variáveis de desfibramento mais brandas aumentou a presença de feixes de fibras e do número de vasos e de parênquima, resultando em uma polpa de coloração mais clara. As alterações das características morfológicas dos componentes celulares da madeira dos cavacos de eucalipto, após o tratamento de desfibramento, relacionaram-se com as etapas do processo operacional e com a qualidade tecnológica dos painéis de fibras MDF.

Influência de idade e da posição radial nas dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden

Objetivou-se neste trabalho avaliar a variação das dimensões das fibras e dos vasos da madeira de Eucalyptus grandis com quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos), proveniente de talhões comerciais. A amostragem do material na árvore foi feita através da coleta de três discos, retirados da base e das extremidades das duas primeiras toras, ambas com o comprimento comercial de 3 m. De cada disco, retiraram-se cinco amostras, de dimensões 1,0 x 1,0 x 1,0 cm, tomadas de pontos eqüidistantes, correspondentes a 0; 25; 50; 75; e 100% da seção, no sentido radial medula-casca, fazendo-se a medição das fibras e dos vasos. Verificou-se, em todos os parâmetros, o efeito da idade e da variação radial, no sentido medula-casca, à exceção da largura e do diâmetro do lume das fibras; todos os demais parâmetros apresentaram correlação positiva.

Influência da luminosidade na fisiologia e morfoanatomia de jequitibá branco (Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze) e jequitibá rosa (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze)

Cariniana estrellensis (Raddi.) Kuntze e C. legalis (Mart.) Kuntze são arbóreas nativas do Brasil que, além de possuírem alto poder econômico, são objeto de interesse em programas de recuperação de áreas degradadas e em plantios comerciais. A escassez de informações relacionadas ao desempenho ecofisiológico dessas espécies em condições ambientais estressantes dificultam o manejo e conservação das mesmas. Dessa forma, o presente estudo objetivou avaliar a ecofisiologia das espécies em um gradiente de irradiância, por meio de dois experimentos. No experimento 1, plantas de C. estrellensis com 12 meses de idade foram submetidas a quatro tratamentos: 40%, 50%, 70% e 100% de irradiância, durante 104 dias. Ao final desse período foram feitas análises de crescimento, do conteúdo de pigmentos fotossintéticos, de trocas gasosas, da fluorescência da clorofila a, do conteúdo foliar de carboidratos solúveis, das características anatômicas foliares e caulinares e da plasticidade fenotípica da espécie. No experimento 2, plantas de C. estrellensis e C. legalis com 14 meses de idade foram submetidas a dois tratamentos: 30% e 100% de irradiância (sombra e sol, respectivamente), durante 30 dias. Ao final desse período foram feitas análises do estresse oxidativo das espécies, por meio da quantificação da atividade das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato e por meio da quantificação do conteúdo foliar de pigmentos fotossintéticos. No experimento 1, em 70% de irradiância, as plantas apresentaram melhor crescimento em altura e diâmetro, maior massa seca de folhas (MSF), de caule (MSC) e de raiz (MSR). Em 70% e 100% de irradiância, as plantas apresentaram folhas menores (AFU) e mais espessas (AFE e MFE) resultando em menor área foliar total (AFT). Nesses tratamentos as plantas também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b), porém, maior razão Chl a/b e maior conteúdo de carotenóides, o que implicou em menor razão Chl a/Carot. Taxas fotossintéticas maiores foram encontradas nas plantas em 70% e inibidas em 40% e 50%, em função da baixa irradiância solar, e em 100%, possivelmente pela ocorrência de fotoinibição, como mostraram os parâmetros do fluxo de energia do fotossistema II. De acordo com a análise da fluorescência da clorofila a, em pleno sol, as plantas apresentaram menor densidade de centros de reação ativos (RC/ABS) e maior dissipação de energia (DI0/ABS), culminando com menor desempenho do fotossistema II (PIabs) e desempenho total (PITotal). O conteúdo foliar de carboidratos solúveis foi maior nas plantas em 70%, seguido das plantas em 100% de irradiância, com exceção da glicose, que não variou entre os tratamentos. A maior espessura encontrada nas folhas sob 100% de irradiância foi em função da maior espessura das epidermes adaxial e abaxial e dos parênquimas paliçádico e esponjoso. E o maior diâmetro do caule em 70% de irradiância se deu pela maior espessura do xilema e floema secundários. No experimento 2, as plantas em pleno sol de ambas as espécies também apresentaram menor conteúdo foliar de clorofila a (Chl a) e b (Chl b) e maior razão Chl a/b. No entanto, o conteúdo de carotenóides foi maior, o que implicou em menores razões Chl a/Carot. A atividade da catalase (CAT) variou em função do tempo e da espécie, apresentando uma queda em C. estrellensis aos 16 dias, possivelmente em função de fotoinativação, e um aumento em C. legalis aos 30 dias. Já a atividade da peroxidase do ascorbato (APX) não variou em função do tempo, da espécie ou dos tratamentos. O estudo da plasticidade fenotípica mostrou que C. estrellensis é uma espécie plástica, principalmente em função das variáveis de fotossíntese e trocas gasosas, sendo capaz de sobreviver no gradiente de irradiância testado, o que viabiliza o seu uso em projetos de recuperação de áreas degradadas. E, uma vez que as análises ecofisiológicas mostraram que C. estrellensis e C. legalis apresentaram melhor desempenho em luminosidade moderada, sugere-se que ambas comportaram-se como espécies intermediárias no processo de sucessão florestal. No entanto, uma vez que a concentração de pigmentos foliares e a produção de enzimas antioxidantes inferiram maior susceptibilidade de C. estrellensis à fotoinibição em alta irradiância, sugere-se maior viabilidade do uso de C. legalis em projetos de recuperação de áreas degradas.

Caracterização da ontogenética do pau-brasil

As ações de reflorestamento com o pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.) depende de informações de suas características ecofisiológicas sujeitas às variações ontogenéticas e ambientais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar alguns aspectos morfológicos, anatômicos, fisiológicos e estruturais de parede celular de C. echinata nas fases juvenil, jovem e adulto em condições naturais em um fragmento da Floresta Atlântica. Foi analisada a biometria, concentração de nutrientes e dos pigmentos cloroplastídicos dos foliólulos, anatomia foliar e do xilema secundário do caule e a constituição dos polímeros estruturais de parede celular. Os indivíduos juvenis localizados no estrato inferior da floresta se destacaram pela maior área foliar específica e maiores teores de pigmentos cloroplastídicos bem como pelas maiores dimensões de suas células guardas associado às maiores concentrações de K e Ca foliar. Estruturalmente, os indivíduos juvenis apresentaram menores elementos de vasos e teores de lignina. Os indivíduos jovens apresentaram valores intermediários das variáveis analisadas. Já os indivíduos adultos, cujas copas alcançavam o dossel, se destacaram pelo maior espessamento do limbo, da cutícula e do parênquima lacunoso, teor de água foliar, densidade estomática e teor de lignina foliar e caulinar cuja capacidade de síntese foi associada ao maior teor de P foliar. O conteúdo de celulose foliar e caulinar não variou entre as diferentes fases ontogenéticas. As hemiceluloses são do tipo xilanos com possibilidade de presença de xiloglucano dada a maior fração de xilose (±12% MS) e galactose (±1% MS). A glucose foi o monossacarídeo mais representativo (±40% MS) sem diferenças ontogenéticas. As diferenças morfológicas, anatômicas, fisiológicas e estruturais parecem, também, estarem sob controle da irradiância mais intensa na copa dos indivíduos adultos. Os resultados denotam que o plantio consorciado com espécies de crescimento rápido seja a melhor ação para o reflorestamento de C. echinata.

Optimizing electrode positioning in 3-lead ECG chest devices

Although the 12-lead electrocardiogram has become an essential medical and research tool, many current and envisaged applications would benefit from simpler devices, using 3-lead ECG configuration. This is particularly true for Ambient Assisted Living (in a broad perspective). However, the chest anatomy of female patients, namely during pregnancy, can hamper the adequate placement of a 3-lead ECG device and, very often, electrodes are placed below the chest rather than at the precise thoracic landmarks. Thus, the aim of this study was to compare the effect of electrode positioning on the ECG signal of pregnant women and provide guidelines for device development. The effect of breast tissue on the ECG signal was investigated by relating breast size with the signal-to-noise ratio, root mean square and R-wave amplitude. Results show that the 3-lead ECG should be placed on the breast rather than under the breast and indicate positive correlation between breast size and signal-to-noise ratio.

Improving The Robustness Of Interventional 4D Ultrasound Segmentation Through The Use Of Personalized Shape Priors

While fluoroscopy is still the most widely used imaging modality to guide cardiac interventions, the fusion of pre-operative Magnetic Resonance Imaging (MRI) with real-time intra-operative ultrasound (US) is rapidly gaining clinical acceptance as a viable, radiation-free alternative. In order to improve the detection of the left ventricular (LV) surface in 4D ultrasound, we propose to take advantage of the pre-operative MRI scans to extract a realistic geometrical model representing the patients cardiac anatomy. This could serve as prior information in the interventional setting, allowing to increase the accuracy of the anatomy extraction step in US data. We have made use of a real-time 3D segmentation framework used in the recent past to solve the LV segmentation problem in MR and US data independently and we take advantage of this common link to introduce the prior information as a soft penalty term in the ultrasound segmentation algorithm. We tested the proposed algorithm in a clinical dataset of 38 patients undergoing both MR and US scans. The introduction of the personalized shape prior improves the accuracy and robustness of the LV segmentation, as supported by the error reduction when compared to core lab manual segmentation of the same US sequences.

XRCC3 THR241MET polymorphism influence on nuclear buds frequency in exposed to formaldehyde

Formaldehyde (FA), also known as formalin, formal and methyl aldehydes, is a colorless, flammable, strong-smelling gas. It has an important application in embalming tissues and that result in exposures for workers in the pathology anatomy laboratories and mortuaries. Occupational exposure to FA has been shown to induce nasopharyngeal cancer and has been classified as carcinogenic to humans (group 1) on the basis of sufficient evidence in humans and sufficient evidence in experimental animals. Manifold in vitro studies clearly indicated that FA is genotoxic. FA induced various genotoxic effects in proliferating cultured mammalian cells. The cytokinesis-block micronucleus (CBMN) assay was originally developped as an ideal system form easuring micronucleus (MN), however it can also be used to measure nucleoplasmic bridges (NBP) and nuclear buds (NBUD). Over the past decade another unique mechanism of micronucleus formation, known as nuclear budding has emerged. NBUDS is considered as a marker of gene amplification and/or altered gene dosage because the nuclear budding process is the mechanism by which cells removed amplified and/excess DNA.