Antioxidant defence of colostrum and milk in consecutive lactations in sows

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Parturition is supposed to be related to oxidative stress, not only for the mother, but also for the newborn. Moreover, it is not clear whether consecutive pregnancies, parturitions, and lactations are similar to each other in regards to intensity of metabolic processes or differ from each other. The aim of the study was to compare dynamic changes of antioxidative parameters in colostrum and milk of sows taken during 72 h postpartum from animals in consecutive lactations. Activities of glutathione peroxidase (GSH-Px), glutathione transferase (GSH-Tr), and superoxide dismutase (SOD), and amount of vitamin A and C were measured. Healthy pregnant animals were divided into 4 groups according to the assessed lactation: A -1^stlactation (n = 10), B - 2^ndand 3^rdlactation (n = 7), C - 4^thand 5^thlactation (n = 11), D - 6^th- 8^thlactation (n = 8). The colostrum was sampled immediately after parturition and after 6, 12, 18 and 36 h while the milk was assessed at 72 h after parturition. Spectrophotometric methods were used for measurements.</p> <p>Results</p> <p>The activity of antioxidative enzymes and the concentration of vitamin A increased with time postpartum. The concentration of vitamin C was the highest between the 18th and 36th h postpartum.</p> <p>Conclusions</p> <p>Dynamic changes in the values of antioxidant parameters measured during the study showed that sows milk provides the highest concentration of antioxidants in the 2^ndand 3^rdand 4^thand 5^thlactation giving the best defence against reactive oxygen species to newborns and mammary glands.</p

Biofortyfikacja sałaty (Lactuca sativa L.) w jod i selen przy nawożeniu doglebowym różnymi formami chemicznymi tych pierwiastków

Relatively little is known on the interaction between iodine and selenium in plants. It may become a drawback in developing agrotechnical rules of plant biofortification with these elements. The aim of the study was to determine the influence of soil fertilization with various forms of iodine (I- and IO₃ - ) and selenium (SeO₃ ²- and SeO₄ ²-) on yield, biofortification efficiency and selected chemical properties of lettuce plants. The study (conducted in 2012–2014) included soil fertilization of lettuce cv. ‘Valeska’ in the following combinations: control (without iodine and selenium fertilization), KI, KIO₃, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, KI + Na₂SeO₄, KIO₃ + Na₂SeO₄, KI + Na₂SeO₃, KIO₃ + Na₂SeO₃. Iodine and selenium were applied twice: before sowing and as a top-dressing in a total dose of 5 kg I·ha- ¹ and 1 kg Se·ha-¹. Only the application of Na₂SeO4 (individually or together with iodine) exhibited strong toxic effect on plants which was accompanied by the highest accumulation of Se, selenomethionine (SeMet) and selenocysteine (SeCys) in lettuce. The accumulation of I and Se in lettuce was respectively higher after fertilization KI than KIO3 and Na₂SeO₄ than Na₂SeO₃. Simultaneous application of iodine and selenium decreased the level of Se, SeMet and SeCys in lettuce − particularly in the combination with KIO₃ + Na₂SeO₃. Simultaneous application of KI with both forms of seleniumdecreased iodine content in lettuce as related to the treatment with KI alone. In the case of lettuce from the combinations with KIO₃, KIO₃ + Na₂SeO₄ i KIO₃ + Na₂SeO₃, comparable results of iodine concentration were obtained.Stosunkowo niewiele wiadomo na temat interakcji pomiędzy jodem i selenem w roślinach. Stanowi to problem w opracowaniu racjonalnych agrotechnicznych zasad biofortyfikacji roślin w te składniki. Celem badań było określenie wpływu nawożenia doglebowego różnymi formami jodu (I- i IO₃ - ) i selenu (SeO₃ ²- i SeO₄ ²-) na plon, wydajność biofortyfikacji oraz wybrane chemiczne właściwości roślin sałaty. Badania (przeprowadzone w latach 2012–2014), obejmowały następujące kombinacje nawożenia doglebowego sałaty ‘Valeska’: kontrola (bez nawożenia jodem i selenem), KI, KIO₃, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, KI + Na₂SeO₄, KIO₃ + Na₂SeO₄, KI + Na₂SeO₃, KIO₃ + Na₂SeO₃. Związki jodu i selenu były aplikowane dwukrotnie: przedsiewnie oraz pogłównie (każda aplikacja po 2,5 kg I·ha- ¹ + 0,5 kg Se·ha-¹) – całkowita zastosowana dawka wynosiła 5 kg I·ha- ¹ oraz 1 kg Se·ha-¹. Jedynie nawożenie Na₂SeO4 (osobno i łącznie z KI i KIO₃ ) wywierało silnie toksyczny wpływ na rośliny. Towarzyszyło temu największe nagromadzenie selenu oraz selenometioniny (SeMet) i selenocysteiny (SeCys) w sałacie. Akumulacja I i Se w sałacie była odpowiednio wyższa po nawożeniu KI niż KIO3 oraz Na₂SeO₄ niż Na₂SeO₃. Równoczesne nawożenie jodem i selenem powodowało zmniejszenie zawartości selenu, SeMet i SeCys w sałacie − zwłaszcza po nawożeniu KIO₃ + Na₂SeO₃. Równoczesne nawożenie KI z obiema formami selenu, w porównaniu z aplikowaniem samego KI, obniżało zawartość jodu w sałacie. W przypadku obiektów KIO₃, KIO₃ + Na₂SeO₄ i KIO₃+ Na₂SeO₃ stwierdzono porównywalny między nimi stopień akumulacji jodu w sałacie

Skład mineralny roślin sałaty (Lactuca sativa L.) gruntowej w zależności od zróżnicowanego nawożenia związkami jodu i selenu

The practice of simultaneous biofortification (enrichment) of plants with iodine (I) and selenium (Se) is based on solid grounds. Their low content in soils is the cause of an endemic deficiency of I and Se in several billion people worldwide. There is still no objective information as to the impact of I and Se interactions on mineral nutrition of plants. The study (conducted in 2012–2014), included soil fertilization of the lettuce cv. ‘Valeska’ in the following combinations: control, KI, KIO3, Na2SeO4, Na2SeO3, KI + Na2SeO4, KIO3 + Na2SeO4, KI + Na2SeO3, KIO3 + Na2SeO3. I and Se were applied twice: before sowing and as top-dressing (each 2.5 kg I·ha-1 + 0.5 kg Se·ha-1) – a total dose of 5 kg I·ha-1 and 1 kg Se·ha-1 was used. Fertilization with Na2SeO4, KI + Na2SeO4 and KIO3 + Na2SeO4 considerably reduced the dry matter yield of the plants – it also lowered the content of P, K, Mg, Ca, B, Zn and Cd in the lettuce. Fertilization with Na2SeO3, KI + Na2SeO3 and KIO3 + Na2SeO3 had a less negative impact on dry matter yield than the use of Na2SeO4 – every year it affected the mineral content in the lettuce in a highly varied manner. Dry matter productivity of the plants after fertilization with KI and KIO3 varied between the research years – in those plots, I content in lettuce was negatively correlated with the content of K, Mg, Ca, S, Na, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd and Pb. Combined fertiliza-tion with KI and KIO3 with Na2SeO4, and with Na2SeO3 reduced the negative correlation between I content (in the KI and KIO3 plots) and the content of K, Mg, Ca, S, Na, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd and Pb. After fertilization with Na2SeO4, Se content was positively corre-lated with Na content and negatively correlated with the content of Mg, Ca, Fe, Mn and Cd. Se content in the lettuce after fertilizing exclusively with Na2SeO3 was positively cor-related with the content of P, K, Na, Mn, Mo and Zn. The changeable climatic conditions “disguised” the influence of fertilization with I and Se on the mineral composition of the lettuce plants.Prowadzenie równoczesnej biofortyfikacji (wzbogacenia) roślin w I i Se jest uzasadnione. Niska ich zawartość w glebach jest przyczyną endemicznego niedoboru I i Se u kilku miliardów ludzi na świecie. Wciąż brak jest obiektywnych informacji na temat wpływu interakcji I i Se na gospodarkę mineralną roślin. Badania (przeprowadzone w latach 2012–2014) obejmowały nawożenie doglebowe jodem i selenem sałaty odmiany Valeska z uwzględnieniem następujących kombinacji: kontrola, KI, KIO3, Na2SeO4, Na2SeO3, KI + Na2SeO4, KIO3 + Na2SeO4, KI + Na2SeO3, KIO3 + Na2SeO3. Jod i selen były aplikowane dwukrotnie: przedsiewnie i w nawożeniu pogłównym (po 2,5 kg I·ha-1 + 0,5 kg Se·ha-1) – zastosowano całkowitą dawkę 5 kg I·ha-1 i 1 kg Se·ha-1. Nawożenie Na2SeO4, KI + Na2SeO4 i KIO3 + Na2SeO4 powodowało silne ograniczenie wielkości plonu suchej masy roślin – wpływało również na obniżenie zawartości P, K, Mg, Ca, B, Zn i Cd w sałacie. Nawożenie Na2SeO3, KI + Na2SeO3 i KIO3 + Na2SeO3 miało mniej negatywny wpływ na plon suchej masy niż stosowanie Na2SeO4 – rokrocznie miało one bardzo zróżnicowany wpływ na zawartość składników mineralnych w sałacie. Produktywnośćsuchej masy roślin po nawożeniu KI i KIO3 było zmienne w latach badań – w tych obiektach zawartość jodu w sałacie była negatywnie skorelowana z zawartością K, Mg, Ca, S, Na, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd i Pb. Łączne nawożenie KI i KIO3 z Na2SeO4 oraz z Na2SeO3 zmniejszało negatywną korelację pomiędzy zawartością jodu (w obiektach KI i KIO3) a zawartością K, Mg, Ca, S, Na, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Cd i Pb w sałacie. Po nawożeniu Na2SeO4 zawartość selenu w sałacie była dodatnio skorelowana z zawartością Na oraz negatywnie skorelowana z zawartością Mg, Ca, Fe, Mn i Cd. Zawartość selenu w sałacie po nawożeniu wyłącznie Na2SeO3 była dodatnio skorelowana z zawartością P, K, Na, Mn, Mo i Zn. Zmienne warunki klimatyczne „maskowały” wpływ nawożenia I i Se na funkcjonowanie gospodarki mineralnej roślin sałaty

Wybrane aspekty metabolizmu azotu oraz jakość sałaty (Lactuca sativa L.) gruntowej w zależności od zróżnicowanego nawożenia związkami jodu i selenu

Iodine and selenium together fulfill important functional roles in organisms of humans and animals. Conducting simultaneous biofortification (enrichment) of plants with these elements is justified as combined endemic deficiency of I and Se (hiddenhun-ger) is often encountered. Relatively little is known about the interaction between I and Se in plants, not only with respect to their accumulative efficiency, but also its influence on mineral nutrition or biological quality of crop. The study (conducted in 2012–2014) in-cluded soil fertilization of lettuce cv. ‘Valeska’ with I and Se in the following combina-tions: control, KI, KIO3, Na2SeO4, Na2SeO3, KI + Na2SeO4, KIO3 + Na2SeO4, KI + Na2SeO3, KIO3 + Na2SeO3. Iodine and selenium were applied twice: before sowing and as a top-dressing (each of 2.5 kg I·ha-1 + 0.5 kg Se·ha-1) –a total dose of 5 kg I·ha-1and 1 kg Se·ha-1was used. Diversified weather conditions significantly modified the impact fertilization with I and Se had on tested aspects of nitrogen metabolism and biological quality of lettuce –except for the lettuce heads mass and the sucrose content. Based on the results concerning average lettuce weight as well as the level of sugars, phenolic com-pounds, phenylpropanoids, flavonols and antioxidizing activity it was concluded that the application of Na2SeO4alone or together with iodine acted as a stress factor for cultivated plants.Jod i selen razem pełnią ważne funkcje w organizmach ludzi i zwierząt. Prowadzenie równoczesnej biofortyfikacji (wzbogacenia) roślin w te pierwiastki jest więc uzasadnione –często spotyka się problemy łącznego endemicznego niedoboru (lub ukrytego głodu) I i Se w żywności. Stosunkowo niewiele wiadomo na temat interakcji pomiędzy I i Se w roślinach. Nie tylko w zakresie efektywności ich akumulacji, ale również wpływu I i Se na gospodarkę mineralną roślin czy jakość biologiczna plonu. Badania przeprowadzone w latach 2012–2014 obejmowały nawożenie doglebowe jodem i selenem sałaty odmiany ‘Valeska’ z uwzględnieniem następujących kombinacji: kontrola, KI, KIO3, Na2SeO4, Na2SeO3, KI + Na2SeO4, KIO3 + Na2SeO4, KI + Na2SeO3, KIO3 + Na2SeO3. Jod i selen były aplikowane dwukrotnie: przedsiewnie i w nawożeniu pogłównym (każde po 2,5 kg I·ha-1 + 0,5 kg Se·ha-1) –zastosowano całkowitą dawkę 5 kg I·ha-1i1 kg Se·ha-1. Z wyjątkiem masy główek sałaty oraz zawartości sacharozy stwierdzono, że skrajnie różny przebieg warunków klimatycznych w latach 2012–2014 w istotny sposób modyfikował wpływ nawożenia I i Se na gospodarkę mineralną azotem oraz jakość biologiczną sałaty. Nawożenie Na2SeO4, KI + Na2SeO4oraz KIO3 + Na2SeO4(ale nie nawożenie samym Na2SeO4) było czynnikiem stresowym, zmniejszało masę główek sałaty i zawartość w niej cukrów oraz równocześnie zwiększającym zawartość związków fenolowych, fenolopropanoidów i flawonoli oraz aktywność antyoksydacyjną

Transcriptome Profiling of Caco-2 Cancer Cell Line following Treatment with Extracts from Iodine-Biofortified Lettuce (<i>Lactuca sativa</i> L.)

<div><p>Although iodization of salt is the most common method used to obtain iodine-enriched food, iodine deficiency disorders are still a global health problem and profoundly affect the quality of human life. Iodine is required for the synthesis of thyroid hormones, which are crucial regulators of human metabolism, cell growth, proliferation, apoptosis and have been reported to be involved in carcinogenesis. In this study, for the first time, we evaluated the effect of iodine-biofortified lettuce on transcriptomic profile of Caco-2 cancer cell line by applying the Whole Human Genome Microarray assay. We showed 1326 differentially expressed Caco-2 transcripts after treatment with iodine-biofortified (BFL) and non-fortified (NFL) lettuce extracts. We analysed pathways, molecular functions, biological processes and protein classes based on comparison between BFL and NFL specific genes. Iodine, which was expected to act as a free ion (KI-NFL) or at least in part to be incorporated into lettuce macromolecules (BFL), differently regulated pathways of numerous transcription factors leading to different cellular effects. In this study we showed the inhibition of Caco-2 cells proliferation after treatment with BFL, but not potassium iodide (KI), and BFL-mediated induction of mitochondrial apoptosis and/or cell differentiation. Our results showed that iodine-biofortified plants can be effectively used by cells as an alternative source of this trace element. Moreover, the observed differences in action of both iodine sources may suggest a potential of BFL in cancer treatment.</p></div

Regulation of BFL specific genes in response to iodine in Caco-2 cell line.

<p>Regulation of BFL specific genes in response to iodine in Caco-2 cell line.</p