Elaboración de un plan de gestión de residuos sólidos y estudio de los factores que inciden en la eficiencia y eficacia del plan en las Mecánicas-talleres MAGL y J. J. & Hijos

La generación de residuos sólidos dentro de las mecánicas automotrices en la actualidad, se ha convertido en unos de los principales problemas difíciles de manejar y solucionar, debido al incremento y demanda de vehículos, generando un impacto ambiental negativo tanto en el área de trabajo como en la ciudad. Por tal razón, en varias ciudades del Ecuador y del mundo se ha propuesto la implementación de diferentes planes para el manejo de Residuos Sólidos en este sector. El presente estudio está enfocado a la elaboración de un plan de gestión de Residuos Sólidos, aplicado a dos mecánicas automotrices de la ciudad de Cuenca: J.J. & HIJO y MAGL, realizando de esta manera un análisis a los factores que inciden en la eficiencia y eficacia del mismo. El diseño y aplicación del plan de gestión permitirá estimar el grado de impacto ambiental producido por la generación de los residuos en mecánicas automotrices, por otro lado permitirá la optimización de recursos, disminución de impactos y contaminaciones ambientales, mejoras en el sistema de clasificación, recolección, transporte y disposición final de los desechos e impulsar la conservación de ambiente que nos rodea.

Arquitectura subcelular del sistema endocannabinoide en el núcleo ventromedial del hipotálamo de ratón

356 p. : il., graf. Nota: Contiene versión resumida en inglés p.237-256 con el título “Subcellular architecture of the endocannabinoid system in the mouse ventromedial nucleus of the hypothalamus”

Differences in the Endocannabinoid System of Sperm from Fertile and Infertile Men

Male infertility is a major cause of problems for many couples in conceiving a child. Recently, lifestyle pastimes such as alcohol, tobacco and marijuana have been shown to have further negative effects on male reproduction. The endocannabinoid system (ECS), mainly through the action of anandamide (AEA) and 2-arachidonoylglycerol (2-AG) at cannabinoid (CB(1), CB(2)) and vanilloid (TRPV1) receptors, plays a crucial role in controlling functionality of sperm, with a clear impact on male reproductive potential. Here, sperm from fertile and infertile men were used to investigate content (through LC-ESI-MS), mRNA (through quantitative RT-PCR), protein (through Western Blotting and ELISA) expression, and functionality (through activity and binding assays) of the main metabolic enzymes of AEA and 2-AG (NAPE-PLD and FAAH, for AEA; DAGL and MAGL for 2-AG), as well as of their binding receptors CB(1), CB(2) and TRPV1. Our findings show a marked reduction of AEA and 2-AG content in infertile seminal plasma, paralleled by increased degradation: biosynthesis ratios of both substances in sperm from infertile versus fertile men. In addition, TRPV1 binding was detected in fertile sperm but was undetectable in infertile sperm, whereas that of CB(1) and CB(2) receptors was not statistically different in the two groups. In conclusion, this study identified unprecedented alterations of the ECS in infertile sperm, that might impact on capacitation and acrosome reaction, and hence fertilization outcomes. These alterations might also point to new biomarkers to determine male reproductive defects, and identify distinct ECS elements as novel targets for therapeutic exploitation of ECS-oriented drugs to treat male fertility problems. 

Rôle et implication du système cannabinoïde dans la modulation périphérique de la douleur inflammatoire et neuropathique

Les dérivés de l’opium (opioïdes) et du cannabis (cannabinoïdes) présentent de nombreuses propriétés intéressantes. Suite à l’identification de leurs récepteurs respectifs, diverses stratégies pharmacologiques ont tenté d’exploiter leurs propriétés analgésiques. Le clonage des récepteurs cannabinoïdes CB1 et CB2 a favorisé la découverte de composés endogènes pour ces récepteurs, les endocannabinoïdes, dont les deux plus étudiés sont l’anandamide et le 2-arachidonyl glycérol (2-AG). Cette découverte a également mené à l’identification d’enzymes qui catalysent l’inactivation de ces cannabinoïdes endogènes : une amidohydrolase des acides gras ou FAAH ainsi qu’une monoacylglycérol lipase ou MAGL. Le système cannabinoïde endogène est régulé à la hausse dans une variété de processus pathologiques, tels que les douleurs inflammatoire et neuropathique. Cette augmentation est habituellement interprétée comme une réaction physiologique visant à rétablir l’homéostasie et elle a notamment été observée en périphérie. Les endocannabinoïdes semblent donc agir de façon spécifique à des moments clés dans certains tissus ciblés afin de minimiser les conséquences reliées au déclenchement de ces douleurs. Cette observation est très intéressante d’un point de vue thérapeutique puisqu’elle suggère la possibilité de cibler les enzymes de dégradation des endocannabinoïdes dans le but d’augmenter leurs concentrations locales et d’ainsi prolonger leur action neuromodulatrice. En périphérie, l’activation des récepteurs cannabinoïdes induit des effets antinociceptifs bénéfiques tout en minimisant les effets indésirables souvent associés à leur activation centrale. Nous avons orienté nos travaux vers la modulation périphérique de ce système endogène à l’aide d’inhibiteurs des enzymes de dégradation des endocannabinoïdes afin d’évaluer leur potentiel thérapeutique et d’élucider les mécanismes d’action qui sous-tendent leurs effets dans des modèles animaux de douleurs inflammatoire et neuropathique. Nous avons démontré que cette approche permet de soulager les symptômes associés à ces deux types de douleurs, et ce via les récepteurs CB1 et CB2. Les systèmes cannabinoïde et opioïde présentent des similitudes, dont des localisations similaires le long des voies de la douleur, des mécanismes d’action relayés par des récepteurs couplés aux protéines G et des propriétés pharmacologiques communes telles que l’analgésie. Le système opioïde est impliqué dans les effets antinociceptifs induits par les cannabinoïdes. À l’inverse, le rôle joué par le système cannabinoïde dans ceux induits par la morphine demeure incertain. Nous avons démontré que les effets antinociceptifs périphériques et spinaux produits par la morphine sont diminués chez les souris génétiquement modifiées chez lesquelles l’expression des récepteurs CB1 ou CB2 a été éliminée, laissant supposer un rôle pour ces récepteurs dans les effets de la morphine. Nous avons de plus démontré que la diminution de l'analgésie produite par la morphine dans ces souris n'est pas causée par un dysfonctionnement des récepteurs opioïdes mu (MOP) ni par une régulation à la baisse de ces récepteurs. Nos résultats confirment l'existence d'interactions fonctionnelles entre les systèmes cannabinoïde et opioïde au niveau périphérique et spinal. Ces observations sont prometteuses d’un point de vue thérapeutique puisqu’une modulation périphérique ciblée des niveaux d’endocannabinoïdes et d’opioïdes endogènes permettrait de produire des effets analgésiques bénéfiques potentiellement synergiques tout en minimisant les effets indésirables associés à l’activation centrale de ces systèmes.

Localization and function of the endocannabinoid system throughout the retinogeniculate pathway of vervet monkeys

Le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le système nerveux central (SNC) de mammifères, incluant la rétine, et est responsable de la régulation de nombreux processus physiologiques. Bien que la présence du récepteur cannabinoïde de type 1 (CB1R) a bien été documenté dans la rétine de rongeurs et primates, il y a encore une controverse quant à la présence du récepteur cannabinoïde de type 2 (CB2R) au niveau du SNC. En utilisant la microscopie confocale, nous sommes les premiers à signaler les patrons d’expression du CB2R dans la rétine de singe. Nos résultats démontrent que le CB2R est exprimé exclusivement dans les cellules de Müller de la rétine du singe. En outre, nous avons comparé les différents patrons d’expression du système eCB dans la rétine de la souris, du toupaye, ainsi que du singe vervet et macaque. Nous rapportons que les distributions de CB1R, FAAH (fatty acid amid hydrolase), MAGL (monoacylglycerol lipase) et DAGLα (diacylglycerol lipase alpha) sont hautement conservées parmi ces espèces alors que CB2R et NAPE-PLD (N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D) présentent différents profils d'expression. CB2R n'a pas été détecté dans les cellules neuronales de la rétine des primates. L’immunoréactivité de NAPE-PLD est présente dans les couches de la rétine de souris et toupayes, mais a été limitée à la couche des photorécepteurs des singes vervet et macaque. Pour étudier les corrélats neuronaux et le rôle de la signalisation du système eCB dans la rétine, nous avons établi un protocole standard pour l'électrorétinographie (ERG), puis enregistré la réponse ERG de la rétine après le blocage des récepteurs avec des antagonistes spécifiques pour CB1R (AM251) et CB2R (AM630). Comparé au témoin, dans des conditions photopiques, et à certaines intensités faibles du stimulus, le blocage de CB1R diminue l'amplitude de l'onde-b, alors qu’à des intensités plus élevées, le blocage de CB2R augmente l'amplitude des deux-ondes a et b. De plus, le blocage des récepteurs cannabinoïdes provoque une augmentation de la latence des deux ondes a et b. Dans des conditions d’adaptation à l'obscurité, le blocage de CB1R et CB2R réduit l’amplitudes de l'onde a seulement à des intensités plus élevées et réduit l’onde b à intensités plus faibles. Des augmentations significatives de latence ont été observées dans les deux cas. Ces résultats indiquent que les récepteurs CB1 et CB2 chez les primates non humains sont impliqués dans la fonction rétinienne conditions photopiques. En outre, nous avons évalué le profil d'expression du CB1R, de FAAH et de NAPE-PLD au-delà de la rétine dans le corps géniculé latéral des singes et nous rapportons pour la première fois que CB1R et FAAH sont exprimés davantage dans les couches magnocellulaires. La NAPE-PLD a été localisée à travers les couches magno- et parvocellulaires. Aucune de ces composantes n’est exprimée dans les couches koniocellulaires. Ces résultats nous aident à mieux comprendre les effets des cannabinoïdes sur le système visuel qui pourraient nous mener à trouver éventuellement de nouvelles cibles thérapeutiques.

Monoacylglycerol, alpha/beta-hydrolase domain-6, and the regulation of insulin secretion and energy metabolism

Le cycle glycérolipides/acides gras libres (GL/FFA) est une voie métabolique clé qui relie le métabolisme du glucose et des acides gras et il est composé de deux processus métaboliques appelés lipogenèse et lipolyse. Le cycle GL/FFA, en particulier la lipolyse des triglycérides, génère diverses molécules de signalisation pour réguler la sécrétion d'insuline dans les cellules bêta pancréatiques et la thermogenèse non-frissonnante dans les adipocytes. Actuellement, les lipides provenant spécifiquement de la lipolyse impliqués dans ce processus sont mal connus. L’hydrolyse des triglycérides dans les cellules β est réalisée par les actions successives de la triglycéride lipase adipocytaire pour produire le diacylglycérol, ensuite par la lipase hormono-sensible pour produire le monoacylglycérol (MAG) et enfin par la MAG lipase (MAGL) qui relâche du glycerol et des acides gras. Dans les cellules bêta, la MAGL classique est très peu exprimée et cette étude a démontré que l’hydrolyse de MAG dans les cellules β est principalement réalisée par l'α/β-Hydrolase Domain-6 (ABHD6) nouvellement identifiée. L’inhibition d’ABHD6 par son inhibiteur spécifique WWL70, conduit à une accumulation des 1-MAG à longues chaines saturées à l'intérieur des cellules, accompagnée d’une augmentation de la sécrétion d'insuline stimulée par le glucose (GSIS). Baisser les niveaux de MAG en surexprimant ABHD6 dans la lignée cellulaire bêta INS832/13 réduit la GSIS, tandis qu’une augmentation des niveaux de MAG par le « knockdown » d’ABHD6 améliore la GSIS. L'exposition aiguë des monoacylglycérols exogènes stimule la sécrétion d'insuline de manière dose-dépendante et restaure la GSIS supprimée par un inhibiteur de lipases appelé orlistat. En outre, les souris avec une inactivation du gène ABHD6 dans tous les tissus (ABHD6-KO) et celles avec une inactivation du gène ABHD6 spécifiquement dans la cellule β présentent une GSIS stimulée, et leurs îlots montrent une augmentation de la production de monoacylglycérol et de la sécrétion d'insuline en réponse au glucose. L’inhibition d’ABHD6 chez les souris diabétiques (modèle induit par de faibles doses de streptozotocine) restaure la GSIS et améliore la tolérance au glucose. De plus, les résultats montrent que les MAGs non seulement améliorent la GSIS, mais potentialisent également la sécrétion d’insuline induite par les acides gras libres ainsi que la sécrétion d’insuline induite par divers agents et hormones, sans altération de l'oxydation et l'utilisation du glucose ainsi que l'oxydation des acides gras. Nous avons démontré que le MAG se lie à la protéine d’amorçage des vésicules appelée Munc13-1 et l’active, induisant ainsi l’exocytose de l'insuline. Sur la base de ces observations, nous proposons que le 1-MAG à chaines saturées agit comme facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline et que ABHD6 est un modulateur négatif de la sécrétion d'insuline. En plus de son rôle dans les cellules bêta, ABHD6 est également fortement exprimé dans les adipocytes et son niveau est augmenté avec l'obésité. Les souris dépourvues globalement d’ABHD6 et nourris avec une diète riche en gras (HFD) montrent une faible diminution de la prise alimentaire, une diminution du gain de poids corporel et de la glycémie à jeun et une amélioration de la tolérance au glucose et de la sensibilité à l'insuline et ont une activité locomotrice accrue. En outre, les souris ABHD6-KO affichent une augmentation de la dépense énergétique et de la thermogenèse induite par le froid. En conformité avec ceci, ces souris présentent des niveaux élevés d’UCP1 dans les adipocytes blancs et bruns, indiquant le brunissement des adipocytes blancs. Le phénotype de brunissement est reproduit dans les souris soit en les traitant de manière chronique avec WWL70 (inhibiteur d’ABHD6) ou des oligonucléotides anti-sense ciblant l’ABHD6. Les tissus adipeux blanc et brun isolés de souris ABHD6-KO montrent des niveaux très élevés de 1-MAG, mais pas de 2-MAG. L'augmentation des niveaux de MAG soit par administration exogène in vitro de 1-MAG ou par inhibition ou délétion génétique d’ABHD6 provoque le brunissement des adipocytes blancs. Une autre évidence indique que les 1-MAGs sont capables de transactiver PPARα et PPARγ et que l'effet de brunissement induit par WWL70 ou le MAG exogène est aboli par les antagonistes de PPARα et PPARγ. L’administration in vivo de l’antagoniste de PPARα GW6471 à des souris ABHD6-KO inverse partiellement les effets causés par l’inactivation du gène ABHD6 sur le gain de poids corporel, et abolit l’augmentation de la thermogenèse, le brunissement du tissu adipeux blanc et l'oxydation des acides gras dans le tissu adipeux brun. L’ensemble de ces observations indique que ABHD6 régule non seulement l’homéostasie de l'insuline et du glucose, mais aussi l'homéostasie énergétique et la fonction des tissus adipeux. Ainsi, 1-MAG agit non seulement comme un facteur de couplage métabolique pour réguler la sécrétion d'insuline en activant Munc13-1 dans les cellules bêta, mais régule aussi le brunissement des adipocytes blancs et améliore la fonction de la graisse brune par l'activation de PPARα et PPARγ. Ces résultats indiquent que ABHD6 est une cible prometteuse pour le développement de thérapies contre l'obésité, le diabète de type 2 et le syndrome métabolique.

Targeting neuronal populations by AAV-mediated gene transfer for studying the endocannabinoid system

The cannabinoid type 1 (CB1) receptor is involved in a plethora of physiological functions and heterogeneously expressed on different neuronal populations. Several conditional loss-of-function studies revealed distinct effects of CB1 receptor signaling on glutamatergic and GABAergic neurons, respectively. To gain a comprehensive picture of CB1 receptor-mediated effects, the present study aimed at developing a gain-of-function approach, which complements conditional loss-of-function studies. Therefore, adeno-associated virus (AAV)-mediated gene delivery and Cre-mediated recombination were combined to recreate an innovative method, which ensures region- and cell type-specific transgene expression in the brain. This method was used to overexpress the CB1 receptor in glutamatergic pyramidal neurons of the mouse hippocampus. Enhanced CB1 receptor activity at glutamatergic terminals caused impairment in hippocampus-dependent memory performance. On the other hand, elevated CB1 receptor levels provoked an increased protection against kainic acid-induced seizures and against excitotoxic neuronal cell death. This finding indicates the protective role of CB1 receptor on hippocampal glutamatergic terminals as a molecular stout guard in controlling excessive neuronal network activity. Hence, CB1 receptor on glutamatergic hippocampal neurons may represent a target for novel agents to restrain excitotoxic events and to treat neurodegenerative diseases. Endocannabinoid synthesizing and degrading enzymes tightly regulate endocannabinoid signaling, and thus, represent a promising therapeutic target. To further elucidate the precise function of the 2-AG degrading enzyme monoacylglycerol lipase (MAGL), MAGL was overexpressed specifically in hippocampal pyramidal neurons. This genetic modification resulted in highly increased MAGL activity accompanied by a 50 % decrease in 2-AG levels without affecting the content of arachidonic acid and anandamide. Elevated MAGL protein levels at glutamatergic terminals eliminated depolarization-induced suppression of excitation (DSE), while depolarization-induced suppression of inhibition (DSI) was unchanged. This result indicates that the on-demand availability of the endocannabinoid 2-AG is crucial for short-term plasticity at glutamatergic synapses in the hippocampus. Mice overexpressing MAGL exhibited elevated corticosterone levels under basal conditions and an increase in anxiety-like behavior, but surprisingly, showed no changes in aversive memory formation and in seizure susceptibility. This finding suggests that 2 AG-mediated hippocampal DSE is essential for adapting to aversive situations, but is not required to form aversive memory and to protect against kainic acid-induced seizures. Thus, specific inhibition of MAGL expressed in hippocampal pyramidal neurons may represent a potential treatment strategy for anxiety and stress disorders. Finally, the method of AAV-mediated cell type-specific transgene expression was advanced to allow drug-inducible and reversible transgene expression. Therefore, elements of the tetracycline-controlled gene expression system were incorporated in our “conditional” AAV vector. This approach showed that transgene expression is switched on after drug application and that background activity in the uninduced state was only detectable in scattered cells of the hippocampus. Thus, this AAV vector will proof useful for future research applications and gene therapy approaches.

Guineensine is a novel inhibitor of endocannabinoid uptake showing cannabimimetic behavioral effects in BALB/c mice

High-content screening led to the identification of the N-isobutylamide guineensine from Piper nigrum as novel nanomolar inhibitor (EC50 = 290 nM) of cellular uptake of the endocannabinoid anandamide (AEA). Noteworthy, guineensine did not inhibit endocannabinoid degrading enzymes fatty acid amide hydrolase (FAAH) or monoacylglycerol lipase (MAGL) nor interact with cannabinoid receptors or fatty acid binding protein 5 (FABP5), a major cytoplasmic AEA carrier. Activity-based protein profiling showed no inhibition of serine hydrolases. Guineensine also inhibited the cellular uptake of 2-arachidonoylglycerol (2-AG). Preliminary structure–activity relationships between natural guineensine analogs indicate the importance of the alkyl chain length interconnecting the pharmacophoric isobutylamide and benzodioxol moieties for AEA cellular uptake inhibition. Guineensine dose-dependently induced cannabimimetic effects in BALB/c mice shown by strong catalepsy, hypothermia, reduced locomotion and analgesia. The catalepsy and analgesia were blocked by the CB1 receptor antagonist rimonabant (SR141716A). Guineensine is a novel plant natural product which specifically inhibits endocannabinoid uptake in different cell lines independent of FAAH. Its scaffold may be useful to identify yet unknown targets involved in endocannabinoid transport.

Elevated levels of endocannabinoids in chronic hepatitis C may modulate cellular immune response and hepatic stellate cell activation.

The endocannabinoid (EC) system is implicated in many chronic liver diseases, including hepatitis C viral (HCV) infection. Cannabis consumption is associated with fibrosis progression in patients with chronic hepatitis C (CHC), however, the role of ECs in the development of CHC has never been explored. To study this question, anandamide (AEA) and 2-arachidonoyl glycerol (2-AG) were quantified in samples of HCV patients and healthy controls by gas and liquid chromatography mass spectrometry. Fatty acid amide hydrolase (FAAH) and monoaclyglycerol lipase (MAGL) activity was assessed by [3H]AEA and [3H]2-AG hydrolysis, respectively. Gene expression and cytokine release were assayed by TaqMan PCR and ELISpot, respectively. AEA and 2-AG levels were increased in plasma of HCV patients, but not in liver tissues. Hepatic FAAH and MAGL activity was not changed. In peripheral blood mononuclear cells (PBMC), ECs inhibited IFN-γ, TNF-α, and IL-2 secretion. Inhibition of IL-2 by endogenous AEA was stronger in PBMC from HCV patients. In hepatocytes, 2-AG induced the expression of IL-6, -17A, -32 and COX-2, and enhanced activation of hepatic stellate cells (HSC) co-cultivated with PBMC from subjects with CHC. In conclusion, ECs are increased in plasma of patients with CHC and might reveal immunosuppressive and profibrogenic effects.

Functionalization of β-caryophyllene generates novel polypharmacology in the endocannabinoid system

The widespread dietary plant sesquiterpene hydrocarbon β-caryophyllene (1) is a CB2 cannabinoid receptor-specific agonist showing anti-inflammatory and analgesic effects in vivo. Structural insights into the pharmacophore of this hydrocarbon, which lacks functional groups other than double bonds, are missing. A structure-activity study provided evidence for the existence of a well-defined sesquiterpene hydrocarbon binding site in CB2 receptors, highlighting its exquisite sensitivity to modifications of the strained endocyclic double bond of 1. While most changes on this element were detrimental for activity, ring-opening cross metathesis of 1 with ethyl acrylate followed by amide functionalization generated a series of new monocyclic amides (11a, 11b, 11c) that not only retained the CB2 receptor functional agonism of 1 but also reversibly inhibited fatty acid amide hydrolase (FAAH), the major endocannabinoid degrading enzyme, without affecting monoacylglycerol lipase (MAGL) and α,β hydrolases 6 and 12. Intriguingly, further modification of this monocyclic scaffold generated the FAAH- and endocannabinoid substrate-specific cyclooxygenase-2 (COX-2) dual inhibitors 11e and 11f, which are probes with a novel pharmacological profile. Our study shows that by removing the conformational constraints induced by the medium-sized ring and by introducing functional groups in the sesquiterpene hydrocarbon 1, a new scaffold with pronounced polypharmacological features within the endocannabinoid system could be generated. The structural and functional repertoire of cannabimimetics and their yet poorly understood intrinsic promiscuity may be exploited to generate novel probes and ultimately more effective drugs.

The book of the life of the ancient Mexicans, containing an account of their rites and superstitions: an anonymous Hispano-Mexican manuscript preserved at the Biblioteca nazionale centrale, Florence, Italy /

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