Myocardial Response to Biomechanical Stress

Biomechanical stress of the myocardium is the situation resulting from hypoxia, hypertension, and other forms of myocardial injury, that invariably lead to increased demands for cardiac work and/or loss of functional myocardium. As a consequence of biomechanical stress a number of responses develop involving all the myocardial cells, namely cardiomyocytes. As a result some myocardial phenotypic changes develop that are initially compensatory (i.e., hypertrophy) but which may mediate the eventual decline in myocardial function that occurs with the transition from hypertrophy to failure in conditions of persistent stress (i.e., apoptosis and fibrosis). This review focuses on the steps involved in the response of the myocardium to biomechanical stress and highlights the most recent developments in the molecular mechanisms involved in the development of heart failure

Acid-sensing ion channels 1a (ASIC1a) inhibit neuromuscular transmission in female mice

Acid-sensing ion channels (ASIC) open in response to extracellular acidosis. ASIC1a, a particular subtype of these channels, has been described to have a postsynaptic distribution in the brain, being involved not only in ischemia and epilepsy, but also in fear and psychiatric pathologies. High-frequency stimulation of skeletal motor nerve terminals (MNTs) can induce presynaptic pH changes in combination with an acidification of the synaptic cleft, known to contribute to muscle fatigue. Here, we studied the role of ASIC1a channels on neuromuscular transmission. We combined a behavioral wire hanging test with electrophysiology, pharmacological, and immunofluorescence techniques to compare wild-type and ASIC1a lacking mice (ASIC1a −/− knockout). Our results showed that 1) ASIC1a −/− female mice were weaker than wild type, presenting shorter times during the wire hanging test; 2) spontaneous neurotransmitter release was reduced by ASIC1a activation, suggesting a presynaptic location of these channels at individual MNTs; 3) ASIC1a-mediated effects were emulated by extracellular local application of acid saline solutions (pH = 6.0; HEPES/MES-based solution); and 4) immunofluorescence techniques revealed the presence of ASIC1a antigens on MNTs. These results suggest that ASIC1a channels might be involved in controlling neuromuscular transmission, muscle contraction and fatigue in female mice.Fil: Urbano Suarez, Francisco Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Lino, Noelia Gisele. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: González Inchauspe, Carlota María Fabiola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Gonzalez, Laura Elisabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Colettis, Natalia Claudia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Vattino, Lucas Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Wunsch, Amanda M.. University of Iowa; Estados UnidosFil: Wemmie, John A.. University of Iowa; Estados UnidosFil: Uchitel, Osvaldo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentin

Respuestas del miocardio al estrés biomecánico

El estrés biomecánico del miocardio hace referencia a la situación que se genera cuando, debido a la hipertensión, la hipoxia u otras formas de daño miocárdico, están aumentadas las demandas de trabajo cardíaco y/o se ha perdido miocardio funcionante. Como consecuencia del estrés biomecánico se producen diversas respuestas que afectan a todas las células miocárdicas, en particular a los cardiomiocitos. El resultado final de las mismas son distintas modificaciones fenotípicas que inicialmente son compensadoras (p. ej., hipertrofia), pero que si persiste el estrés pueden mediar la transición de la hipertrofia a la insuficiencia cardíaca (p. ej., apoptosis y fibrosis). Esta revisión se centra en la descripción de las distintas fases de las respuestas miocárdicas al estrés, así como en la consideración de los hallazgos más recientes sobre los mecanismos moleculares implicados en el desarrollo de insuficiencia cardíaca

The nuclear receptor LXRα controls the functional specialization of splenic macrophages.

Macrophages are professional phagocytic cells that orchestrate innate immune responses and have considerable phenotypic diversity at different anatomical locations. However, the mechanisms that control the heterogeneity of tissue macrophages are not well characterized. Here we found that the nuclear receptor LXRα was essential for the differentiation of macrophages in the marginal zone (MZ) of the spleen. LXR-deficient mice were defective in the generation of MZ and metallophilic macrophages, which resulted in abnormal responses to blood-borne antigens. Myeloid-specific expression of LXRα or adoptive transfer of wild-type monocytes restored the MZ microenvironment in LXRα-deficient mice. Our results demonstrate that signaling via LXRα in myeloid cells is crucial for the generation of splenic MZ macrophages and identify an unprecedented role for a nuclear receptor in the generation of specialized macrophage subsets

Estradiol regulates brown adipose tissue thermogenesis via hypothalamic AMPK

Copyright © 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.Peer reviewedPublisher PD

Delayed alveolar clearance of nanoparticles through control of coating composition and interaction with lung surfactant protein A

The coating composition of nanomedicines is one of the main features in determining the medicines' fate, clearance, and immunoresponse in the body. To highlight the coatings' impact in pulmonary administration, two micellar superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) were compared. These nanoparticles are similar in size and charge but have different coatings: either phosphatidylcholine (PC-SPION) or bovine serum albumin (BSA-SPION). The aim of the study was to increase the understanding of the nano-bio interaction with the cellular and non-cellular components of the lung and underline valuable coatings either for local lung-targeted drug delivery in theranostic application or patient-friendly route systemic administration. PC-SPION and BSA-SPION were deposited in the alveoli by in vivo instillation and, despite the complexity of imaging the lung, SPION were macroscopically visualized by MRI. Impressively, PC-SPION were retained within the lungs for at least a week, while BSA-SPION were cleared more rapidly. The different lung residence times were confirmed by histological analysis and supported by a flow cytometry analysis of the SPION interactions with different myeloid cell populations. To further comprehend the way in which these nanoformulations interact with lung components at the molecular level, we used fluorescence spectroscopy, turbidity measurements, and dynamic light scattering to evaluate the interactions of the two SPION with surfactant protein A (SP-A), a key protein in setting up the nanoparticle behavior in the alveolar fluid. We found that SP-A induced aggregation of PC-SPION, but not BSA-SPION, which likely caused PC-SPION retention in the lung without inducing inflammation. In conclusion, the two SPION show different outcomes from interaction with SP-A leading to distinctive fate in the lung. PC-SPION hold great promise as imaging and theranostic agents when prolonged pulmonary drug delivery is required

Validity and reproducibility of a semi-quantitative food frequency questionnaire in Spanish preschoolers - The SENDO project

Introduction: nowadays, it is important to determine whether food frequency questionnaires (FFQ) are valid tools to collect information on usual diet in children. Objective: we evaluated the reproducibility and validity of the semi-quantitative FFQ used in a Spanish cohort of children aged 4-7 years. Methods: to explore its reproducibility, parents filled a 138-item FFQ at baseline (FFQ-0) and then one year later (FFQ-1). To explore its validity, the FFQ-1 was compared with four weighed 3-day dietary records (DRs) that were used as standard of reference. To estimate associations we calculated deattenuated Pearson’s correlation coefficients to correct for season-to-season variability, and the Bland-Altman index. We also calculated the weighted kappa index and assessed participant’s gross misclassification across quintiles. We analyzed data from 67 (for reproducibility) and 37 (for validity) children aged 4-7 years old, recruited by the pilot study of the SENDO project. Results: regarding reproducibility, we found mean Bland-Altman indexes of 0-10.45 % for nutrients and 1.49 %-10.45 % for foods. The adjusted r ranged between 0.29 and 0.71, and between 0.27 and 0.74 for nutrients and foods, respectively. Regarding validity, we found mean Bland-Altman indexes of 0 %-16.22 % and 0 %-10.81 % for nutrients and for food groups, respectively. The deattenuated r ranged between 0.38 and 0.81 for nutrients, and between 0.53 and 0.68 for foods. The weighted kappa index for agreement across quintiles ranged from 54.1 to 85.1 for nutrients, and from 55.4 to 78.4 for food groups. Conclusions: our results showed acceptable levels of both reproducibility and validity, and that the ad-hoc developed FFQ is a valid tool for assessing usual diet in Spanish preschoolers.Introducción: es importante determinar si los cuestionarios de frecuencia de consumo de alimentos (CFCA) son herramientas válidas para recopilar información sobre la dieta habitual en los niños. Objetivo: evaluar la reproducibilidad y validez del CFCA semi-cuantitativo de una cohorte española de niños de 4 a 7 años. Métodos: en total se estudiaron 67 (para reproducibilidad) y 37 (para validez) niños de 4 a 7 años de edad del estudio piloto del proyecto SENDO. Para explorar la reproducibilidad, los padres cumplimentaron el CFCA basalmente (CFCA-0) y al año (CFCA-1). Para explorar la validez, el CFCA-1 se comparó con cuatro registros dietéticos (DR) pesados de 3 días. Calculamos coeficientes de correlación de Pearson desatenuados para corregir la variabilidad inter-estacional, y el índice de Bland-Altman. El índice kappa ponderado permitió evaluar la clasificación errónea de los participantes entre quintiles. Resultados: respecto a la reproducibilidad, encontramos índices promedio de Bland-Altman de 0-10,45 % para los nutrientes y de 1,49-10,45 % para los alimentos. La r ajustada varió entre 0,29 y 0,71, y entre 0,27 y 0,74 para nutrientes y alimentos, respectivamente. En cuanto a la validez, encontramos índices promedio de Bland-Altman de 0-16,22 % y 0-10,81 % para nutrientes y alimentos, respectivamente. La r desatenuada osciló entre 0,38 y 0,81 para los nutrientes y entre 0,53 y 0,68 para los alimentos. El índice kappa ponderado para el acuerdo entre quintiles varió entre 54,1 y 85,1 para los nutrientes y entre 55,4 y 78,4 para los grupos de alimentos. Conclusiones: nuestros resultados mostraron niveles aceptables tanto de reproducibilidad como de validez. El FFQ desarrollado ad hoc es una herramienta válida para evaluar nutrientes y alimentos en preescolares españoles

Caracterización de la macrofauna edáfica en diferentes sistemas agroforestales, en el Municipio de San Ramón, Departamento de Matagalpa, Nicaragua

El presente estudio de focalizo en caracterizar la macrofauna edáfica en tres diferentes sistemas agroforestales: CMIEA: Café, musáceas, Inga, Erithryna y árboles, CIE: Café, Inga, Erithryna y árboles y CA: Café y árboles en época seca y época lluviosa. Cada sistema tenía 900m2, presentaban aproximadamente 6 especies arbóreas por sistema. Se tomaron 32 monolitos por época, y este se dividió en cuatros estratos (hojarasca, 0 a 10cm, 10 a 20cm y 20 a 30cm) con el método recomendado por el Tropical Soil Biology and Fertility Programme. La macrofauna se conservó en alcohol al 70%, exceptuando las lombrices que fueron preservadas con formalina al 4% y se trasladaron al Laboratorio de Entomología del Departamento de Agroecología de la UNAN-León para su respectiva edificación. Los resultados demuestran que los valores mayores de la abundancia se presentaron en la época lluviosa (391 individuos) y en la época seca (324 individuos). La mayor abundancia se encontró en el sistema CMIEA (162 individuos) en la época lluviosa y mínima en el sistema CA (91 individuos) en la época seca. El índice de diversidad de Shannon fue más alto en el sistema CA (2.73) en la época seca y mínimo en el sistema CIE (1.44). Los arreglos de los sistemas agroforestales no influyen en la abundancia de la macrofauna, sin embargo, favorece la presencia de especie de Philoscidae y lombrices de suelos orden Haplotaxid

Central Ceramide-Induced Hypothalamic Lipotoxicity and ER Stress Regulate Energy Balance

Hypothalamic endoplasmic reticulum (ER) stress is a key mechanism leading to obesity. Here, we demonstrate that ceramides induce lipotoxicity and hypothalamic ER stress, leading to sympathetic inhibition, reduced brown adipose tissue (BAT) thermogenesis, and weight gain. Genetic overexpression of the chaperone GRP78/BiP (glucoseregulated protein 78 kDa/binding immunoglobulin protein) in the ventromedial nucleus of the hypothalamus (VMH) abolishes ceramide action by reducing hypothalamic ER stress and increasing BAT thermogenesis, which leads to weight loss and improved glucose homeostasis. The pathophysiological relevance of this mechanism is demonstrated in obese Zucker rats, which show increased hypothalamic ceramide levels and ER stress. Overexpression of GRP78 in the VMH of these animals reduced body weight by increasing BAT thermogenesis as well as decreasing leptin and insulin resistance and hepatic steatosis. Overall, these data identify a triangulated signaling network involving central ceramides, hypothalamic lipotoxicity/ER stress, and BAT thermogenesis as a pathophysiological mechanism of obesity