Transport d’iode par le transporteur de sodium/acide monocarboxylique SMCT1

Le transporteur de Na+/ acide monocarboxylique sensible à l’ibuprofène (SMCT1) est exprimé dans la membrane apicale de plusieurs épithélia. Son rôle physiologique dans la glande thyroïde reste cependant obscur mais on présume qu’il pourrait agir comme un transporteur apical d’iode nécessaire pour la synthèse des hormones thyroïdiennes. Récemment, on a montré que SMCT1 possède un courant de fuite anionique sensible à [Na+]e qui permettrait de transporter l’iode de façon électrogénique. Cependant, un efflux d’iode sensible à l’ibuprofène, mais indépendant de la [Na+]e a été aussi observé sur des cultures primaires des thyrocytes porcins, suggérant un autre mécanisme de transport d’iode par SMCT1. Ce travail vise à comprendre les caractéristiques de ce genre de transport en utilisant comme modèle d’expression les ovocytes de Xenopus laevis. Les résultats obtenus des essais de captation d’iode radioactif montrent que SMCT1 présente un transport d’iode sensible à l’ibuprofène de l’ordre de 30nmol/ovocyte/h. Si ce transport est non saturable en iode (0-100 mM), il nécessite du Na+ dans la solution externe. En effet, le remplacement du Na+ extracellulaire par le NMDG inhibe complètement le transport. En outre, on s’est intéressé à exclure la possibilité de différents artefacts. En ayant trouvé que la grande majorité de l’iode radioactif se trouve dans la partie soluble de l’ovocyte, on exclut une liaison non spécifique de l’iode à la membrane cellulaire. Cependant, une bonne proportion de l’iode transporté pourrait être liée à des protéines à l’intérieur de l`ovocyte. En effet, on observe une réduction du transport d’iode dans les ovocytes exprimant SMCT1 de 81,6 ± 2 % en présence de 2 % BSA dans la solution extracellulaire. Également, on écarte la possibilité que le transport d’iode soit le résultat de la surexpression de protéines de transport endogènes dont les canaux chlore. Le transport d’iode semble spécifique à l’expression de SMCT1 et de manière intéressante à l’expression d’un autre transporteur de monocarboxylates, MCT1. L’analyse de l’ensemble des essais, y compris le fait que l’amplitude du transport observé est 20 fois plus grande que celle du courant de fuite nous mène à proposer que SMCT1 puisse transporter l’iode de façon électroneutre. Cependant, le mécanisme par lequel ceci est accompli n’est pas évident à identifier. L’utilisation d’un autre modèle cellulaire serait surement utile pour répondre à cette question.

Étude fonctionnelle du cotransporteur Na+/glucose (hSGLT1) : courant de fuite, vitesse de cotransport et modélisation cinétique

Les résultats présentés dans cette thèse précisent certains aspects de la fonction du cotransporteur Na+/glucose (SGLT1), une protéine transmembranaire qui utilise le gradient électrochimique favorable des ions Na+ afin d’accumuler le glucose à l’intérieur des cellules épithéliales de l’intestin grêle et du rein. Nous avons tout d’abord utilisé l’électrophysiologie à deux microélectrodes sur des ovocytes de xénope afin d’identifier les ions qui constituaient le courant de fuite de SGLT1, un courant mesuré en absence de glucose qui est découplé de la stoechiométrie stricte de 2 Na+/1 glucose caractérisant le cotransport. Nos résultats ont démontré que des cations comme le Li+, le K+ et le Cs+, qui n’interagissent que faiblement avec les sites de liaison de SGLT1 et ne permettent pas les conformations engendrées par la liaison du Na+, pouvaient néanmoins générer un courant de fuite d’amplitude comparable à celui mesuré en présence de Na+. Ceci suggère que le courant de fuite traverse SGLT1 en utilisant une voie de perméation différente de celle définie par les changements de conformation propres au cotransport Na+/glucose, possiblement similaire à celle empruntée par la perméabilité à l’eau passive. Dans un deuxième temps, nous avons cherché à estimer la vitesse des cycles de cotransport de SGLT1 à l’aide de la technique de la trappe ionique, selon laquelle le large bout d’une électrode sélective (~100 μm) est pressé contre la membrane plasmique d’un ovocyte et circonscrit ainsi un petit volume de solution extracellulaire que l’on nomme la trappe. Les variations de concentration ionique se produisant dans la trappe en conséquence de l’activité de SGLT1 nous ont permis de déduire que le cotransport Na+/glucose s’effectuait à un rythme d’environ 13 s-1 lorsque le potentiel membranaire était fixé à -155 mV. Suite à cela, nous nous sommes intéressés au développement d’un modèle cinétique de SGLT1. En se servant de l’algorithme du recuit simulé, nous avons construit un schéma cinétique à 7 états reproduisant de façon précise les courants du cotransporteur en fonction du Na+ et du glucose extracellulaire. Notre modèle prédit qu’en présence d’une concentration saturante de glucose, la réorientation dans la membrane de SGLT1 suivant le relâchement intracellulaire de ses substrats est l’étape qui limite la vitesse de cotransport.

Étude structure/fonction des cotransporteurs Na+/glucose

Cette thèse porte sur l’étude de la relation entre la structure et la fonction chez les cotransporteurs Na+/glucose (SGLTs). Les SGLTs sont des protéines membranaires qui se servent du gradient électrochimique transmembranaire du Na+ afin d’accumuler leurs substrats dans la cellule. Une mise en contexte présentera d’abord un bref résumé des connaissances actuelles dans le domaine, suivi par un survol des différentes techniques expérimentales utilisées dans le cadre de mes travaux. Ces travaux peuvent être divisés en trois projets. Un premier projet a porté sur les bases structurelles de la perméation de l’eau au travers des SGLTs. En utilisant à la fois des techniques de modélisation moléculaire, mais aussi la volumétrie en voltage imposé, nous avons identifié les bases structurelles de cette perméation. Ainsi, nous avons pu identifier in silico la présence d’une voie de perméation passive à l’eau traversant le cotransporteur, pour ensuite corroborer ces résultats à l’aide de mesures faites sur le cotransporteur Na/glucose humain (hSGLT1) exprimé dans les ovocytes. Un second projet a permis d’élucider certaines caractéristiques structurelles de hSGLT1 de par l’utilisation de la dipicrylamine (DPA), un accepteur de fluorescence dont la répartition dans la membrane lipidique dépend du potentiel membranaire. L’utilisation de la DPA, conjuguée aux techniques de fluorescence en voltage imposé et de FRET (fluorescence resonance energy transfer), a permis de démontrer la position extracellulaire d’une partie de la boucle 12-13 et le fait que hSGLT1 forme des dimères dont les sous-unités sont unies par un pont disulfure. Un dernier projet a eu pour but de caractériser les courants stationnaires et pré-stationaires d’un membre de la famille des SGLTs, soit le cotransporteur Na+/myo-inositol humain hSMIT2 afin de proposer un modèle cinétique qui décrit son fonctionnement. Nous avons démontré que la phlorizine inhibe mal les courants préstationnaires suite à une dépolarisation, et la présence de courants de fuite qui varient en fonction du temps, du potentiel membranaire et des substrats. Un algorithme de recuit simulé a été mis au point afin de permettre la détermination objective de la connectivité et des différents paramètres associés à la modélisation cinétique.

Études de type structure fonction des mutations causant l’ataxie épisodique de type I sur les canaux potassiques dépendants du voltage

Les ataxies épisodiques (EA) d’origine génétique sont un groupe de maladies possédant un phénotype et génotype hétérogènes, mais ont en commun la caractéristique d’un dysfonctionnement cérébelleux intermittent. Les EA de type 1 et 2 sont les plus largement reconnues des ataxies épisodiques autosomiques dominantes et sont causées par un dysfonctionnement des canaux ioniques voltage-dépendants dans les neurones. La présente étude se concentrera sur les mutations causant l'EA-1, retrouvées dans le senseur de voltage (VSD) de Kv1.1, un canal très proche de la famille des canaux Shaker. Nous avons caractérisé les propriétés électrophysiologiques de six mutations différentes à la position F244 et partiellement celles des mutations T284 A/M, R297 K/Q/A/H, I320T, L375F, L399I et S412 C/I dans la séquence du Shaker grâce à la technique du ‘’cut open voltage clamp’’ (COVC). Les mutations de la position F244 situées sur le S1 du canal Shaker sont caractérisées par un décalement des courbes QV et GV vers des potentiels dépolarisants et modifient le couplage fonctionnel entre le domaine VSD et le pore. Un courant de fuite est observé durant la phase d'activation des courants transitoires et peut être éliminé par l'application du 4-AP (4-aminopyridine) ou la réinsertion de l'inactivation de type N mais pas par le TEA (tétraéthylamonium). Dans le but de mieux comprendre les mécanismes moléculaires responsables de la stabilisation d’un état intermédiaire, nous avons étudié séparément la neutralisation des trois premières charges positives du S4 (R1Q, R2Q et R3Q). Il en est ressorti l’existence d’une interaction entre R2 et F244. Une seconde interface entre S1 et le pore proche de la surface extracellulaire agissant comme un second point d'ancrage et responsable des courants de fuite a été mis en lumière. Les résultats suggèrent une anomalie du fonctionnement du VSD empêchant la repolarisation normale de la membrane des cellules nerveuses affectées à la suite d'un potentiel d'action.

Deposição e caracterização de filmes finos de GaAs e 'Al IND. 2''O IND. 3' para potencial utilizado em transistores

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Studies On Preparation And Characterization Of Hts Current Leads Using Multifilamentary Ag And Ag-Alloy Sheathed (Bi,Pb)-2223 Superconducting Tapes

The application vistas of superconductors have widened very much since the discovery of high TC superconductors (HTS) as many of the applications can be realised at 77 K rather than going down to 4.2 K, the liquid He temperature. One such application is the HTS current lead which is used to connect a superconducting system with a room temperature power source. Minimising heat leak to the cryogenic environment is the main advantage of introducing current leads into superconducting systems. The properties of HTSS likes zero resistance (avoiding joule heating) and very low thermal conductivity (minimized conductive heat transfer) make them ideal candidates to be used as current leads. There are two forms of HTS current leads. (i) bulk form (tube or rod) prepared either from YBCO or BSCCO and (ii) tape form prepared from Bi-2223 multifilamentary tapes. The tape form of current leads has many advantages with respect to the mechanical and thermal stability related criteria. Crucial information on various aspects of HTS current lead development are not available in the literature as those are kept proprietary by various companies around the world. The present work has been undertaken to tailor the properties of multifilamentary tapes for the current lead application and to optimise the processing parameters of the same for enhanced critical current density and field tolerance. Also it is the aim of the present investigation is to prepare prototype current leads engineered for operation in conduction cooled mode and test them for operational stability

ORK1, a potassium-selective leak channel with two pore domains cloned from Drosophila melanogaster by expression in Saccharomyces cerevisiae

A K+ channel gene has been cloned from Drosophila melanogaster by complementation in Saccharomyces cerevisiae cells defective for K+ uptake. Naturally expressed in the neuromuscular tissues of adult flies, this gene confers K+ transport capacity on yeast cells when heterologously expressed. In Xenopus laevis oocytes, expression yields an ungated K+-selective current whose attributes resemble the “leak” conductance thought to mediate the resting potential of vertebrate myelinated neurons but whose molecular nature has long remained elusive. The predicted protein has two pore (P) domains and four membrane-spanning helices and is a member of a newly recognized K+ channel family. Expression of the channel in flies and yeast cells makes feasible studies of structure and in vivo function using genetic approaches that are not possible in higher animals.

Otoneurological Evaluation: Current Good Practice.

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Beliefs And Misbeliefs About Current Interventions During Labor And Delivery In Brazil.

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Toll-like Receptor 4 Activation Promotes Cardiac Arrhythmias By Decreasing The Transient Outward Potassium Current (ito) Through An Irf3-dependent And Myd88-independent Pathway.

Cardiac arrhythmias are one of the main causes of death worldwide. Several studies have shown that inflammation plays a key role in different cardiac diseases and Toll-like receptors (TLRs) seem to be involved in cardiac complications. In the present study, we investigated whether the activation of TLR4 induces cardiac electrical remodeling and arrhythmias, and the signaling pathway involved in these effects. Membrane potential was recorded in Wistar rat ventricle. Ca(2+) transients, as well as the L-type Ca(2+) current (ICaL) and the transient outward K(+) current (Ito), were recorded in isolated myocytes after 24 h exposure to the TLR4 agonist, lipopolysaccharide (LPS, 1 μg/ml). TLR4 stimulation in vitro promoted a cardiac electrical remodeling that leads to action potential prolongation associated with arrhythmic events, such as delayed afterdepolarization and triggered activity. After 24 h LPS incubation, Ito amplitude, as well as Kv4.3 and KChIP2 mRNA levels were reduced. The Ito decrease by LPS was prevented by inhibition of interferon regulatory factor 3 (IRF3), but not by inhibition of interleukin-1 receptor-associated kinase 4 (IRAK4) or nuclear factor kappa B (NF-κB). Extrasystolic activity was present in 25% of the cells, but apart from that, Ca(2+) transients and ICaL were not affected by LPS; however, Na(+)/Ca(2+) exchanger (NCX) activity was apparently increased. We conclude that TLR4 activation decreased Ito, which increased AP duration via a MyD88-independent, IRF3-dependent pathway. The longer action potential, associated with enhanced Ca(2+) efflux via NCX, could explain the presence of arrhythmias in the LPS group.

Preparative separation of flavonoids from the medicinal plant Davilla elliptica St. Hill. by high-speed counter-current chromatography

High-speed counter-current chromatography (HSCCC) is a major tool for the fast separation of natural products from plants. It was used for the preparative isolation of the flavonoid monoglucosides present in the aerial parts of the Davilla elliptica St. Hill. (Dilleniaceae). This species is used in Brazilian folk medicine for the treatment of gastric disorders. The optimum solvent system used was composed of a mixture of ethyl acetate-n-propanol-water (140:8:80, v/v/v) and led to a successful separation of quercetin-3-O-alpha-L-rhamnopyranoside and myricetin-3-O-alpha-L-rhamnopyranoside in approximately 3.0 hours with purity higher than 95%. Identification was performed by ¹H NMR, 13C NMR and HPLC-UV-DAD analyses.

Kerteszia subgenus of Anopheles associated with the Brazilian Atlantic rainforest: current knowledge and future challenges

Background: The Atlantic rainforest ecosystem, where bromeliads are abundant, provides an excellent environment for Kerteszia species, because these anophelines use the axils of those plants as larval habitat. Anopheles (K.) cruzii and Anopheles (K.) bellator are considered the primary vectors of malaria in the Atlantic forest. Although the incidence of malaria has declined in some areas of the Atlantic forest, autochthonous cases are still registered every year, with Anopheles cruzii being considered to be a primary vector of both human and simian Plasmodium. Methods: Recent publications that addressed ecological aspects that are important for understanding the involvement of Kerteszia species in the epidemiology of malaria in the Atlantic rainforest in the Neotropical Region were analysed. Conclusion: The current state of knowledge about Kerteszia species in relation to the Atlantic rainforest ecosystem was discussed. Emphasis was placed on ecological characteristics related to epidemiological aspects of this group of mosquitoes. The main objective was to investigate biological aspects of the species that should be given priority in future studies

Hypothalamic-pituitary axis and peripheral tissue responses to TRH stimulation and Liothyronine suppression tests in normal subjects evaluated by current methods

Objective: To reevaluate the responses of thyrotropin-releasing hormone ( TRH) stimulation test in baseline condition as well as after the administration of graded supraphysiological doses of liothyronine ( L- T-3) in normal subjects. Design: To assess various parameters related to the hypothalamic-pituitary axis and peripheral tissue responses to L- T-3 in 22 normal individuals ( median age: 30.5 years). Subjects were submitted to an intravenous TRH test at baseline condition and also to the oral administration of sequential and graded doses of L- T-3 ( 50, 100, and 200 mu g/day), each given over 3 days, at an outpatient clinic. Blood samples were obtained for thyrotropin (TSH) and prolactin (PRL) at basal and then 15, 30, and 60 minutes after the TRH injection. Effects of L- T3 administration on cholesterol, creatine kinase, retinol, ferritin, and sex hormone-binding globulin ( SHBG) were also measured at basal and after the oral administration of L- T-3. Main outcome: TRH administration resulted in an increase of 4-to 14-fold rise in serum TSH ( 8.3 +/- 2.5-fold), and in a slight rise in serum PRL concentrations ( 3.8 +/- 1.5-fold). Administration of graded doses of triiodothyronine ( T-3) resulted in a dose-dependent suppression of TSH and PRL. Basal thyroxine- binding globulin (TBG) and cholesterol levels decreased, and ferritin and SHBG increased after L- T-3 administration, while creatine kinase and retinol did not change throughout the study. There was a positive correlation between basal TSH and TSH peak response to TRH at basal condition and after each sequential L- T-3 doses. On the other hand, TSH peak response to the TRH test did not predict cholesterol, TBG, ferritin, or SHBG values. Conclusion: Using the current methods on hormone and biochemical analysis, we standardized the response of many parameters to TRH stimulation test after sequential and graded T-3 suppression test in normal subjects. Our data suggest that the evaluation of the responses of the hypothalamus-pituitary axis to TRH test as well as the impact of L- T-3 on peripheral tissues were not modified by the current methods.

Analytical solutions for Tokamak equilibria with reversed toroidal current

In tokamaks, an advanced plasma confinement regime has been investigated with a central hollow electric current with negative density which gives rise to non-nested magnetic surfaces. We present analytical solutions for the magnetohydrodynamic equilibria of this regime in terms of non-orthogonal toroidal polar coordinates. These solutions are obtained for large aspect ratio tokamaks and they are valid for any kind of reversed hollow current density profiles. The zero order solution of the poloidal magnetic flux function describes nested toroidal magnetic surfaces with a magnetic axis displaced due to the toroidal geometry. The first order correction introduces a poloidal field asymmetry and, consequently, magnetic islands arise around the zero order surface with null poloidal magnetic flux gradient. An analytic expression for the magnetic island width is deduced in terms of the equilibrium parameters. We give examples of the equilibrium plasma profiles and islands obtained for a class of current density profile. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi: 10.1063/1.3624551]

Neutrino and antineutrino inclusive charged-current cross section measurements with the MINOS near detector

The energy dependence of the neutrino-iron and antineutrino-iron inclusive charged-current cross sections and their ratio have been measured using a high-statistics sample with the MINOS near detector exposed to the NuMI beam from the main injector at Fermilab. Neutrino and antineutrino fluxes were determined using a low hadronic energy subsample of charged-current events. We report measurements of nu-Fe ((nu) over bar - Fe) cross section in the energy range 3-50 GeV (5-50 GeV) with precision of 2%-8% (3%-9%) and their ratio which is measured with precision 2%-8%. The data set spans the region from low energy, where accurate measurements are sparse, up to the high-energy scaling region where the cross section is well understood.