Tunicates (Ascidiacea) of the North Sea : chemical ecology and pharmacological potential

Tunikaten produzieren eine Vielzahl an cytotoxischen und antimikrobiellen Verbindungen, die ihnen in ihrem Ökosystem zu überlebenswichtigen Vorteilen verhelfen. Wegen ihrer strukturellen Diversität und ihrer spezifischen Eigenschaften haben bislang einige dieser Sekundärstoffe Eingang in die pharmazeutische Industrie gefunden. Ziel der vorliegenden Arbeit war eine umfassende Untersuchung des chemischen Potentials benthischer Ascidien der Nordsee. Die Eigenschaften der organischen Ascidienextrakte wurden anhand von vier Bioassays beschrieben. Die Assays fungierten gleichzeitig als Wegweiser zur Isolierung der aktiven Sekundärmetaboliten, der sich eine Strukturaufklärung mit spektroskopischen Methoden (NMR, MS, IR) anschloss. Es wurden Tests auf bewuchshemmende, antimikrobielle, cytotoxische und enzymhemmende Eigenschaften durchgeführt. Eingesetzt wurden organische Extrakte von 13 solitären und koloniebildenden Ascidienarten der nördlichen und südlichen Nordsee. In allen vier Assays zeigten mehrere oder alle Ascidienarten Aktivität. Es ließen sich keine Hinweise auf eine mit der Wuchsform der Arten korrelierte biologische Aktivität sammeln. In einem Freilandversuch zur Untersuchung der besiedlungshemmenden Wirkung der Extrakte konnte gezeigt werden, dass einige Ascidien eine chemische Abwehr von Algensporen oder Epibionten aufweisen, die artspezifisch unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Alle Ascidienarten bewiesen antimikrobielle Aktivität, es ergaben sich aber sowohl in der Hemmhofbreite als auch in der Anzahl der gehemmten Bakterienstämme große artspezifische Unterschiede. Auffallend war, dass deutlich mehr Gram-positive sowie marine Bakterienstämme als Gram-negative bzw. nicht-marine Bakterienstämme inhibiert wurden. Im Gegensatz zur antimikrobiellen Aktivität wurden in den Assays zur Cytotoxizität und zur spezifischen Enzymhemmung lediglich bei jeweils vier Ascidienarten positive Effekte festgestellt. Durch die spezifische Anfärbung von Zellorganellen konnten morphologische Veränderungen, die durch die Ascidienmetaboliten in den Mausfibroblasten induziert wurden, sichtbar gemacht und der Einfluß der Extrakte auf das Cytoskelett und spezifische Zellfunktionen dokumentiert werden. Im Protein-Tyrosin-Kinase-Assay führte eine Bioassay-guided Fractionation von Extrakten der Ascidie Dendrodoa grossularia zur Isolierung der aktiven Substanz. Über spektroskopische Methoden sowie den Vergleich mit Literaturdaten konnte der enzymhemmende Metabolit als das Guanidinostyren Tubastrin identifiziert werden. Tubastrin wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals in Tunikaten nachgewiesen. Der Metabolit zeigte als Reinsubstanz nur geringe cytotoxische Effekte und keine antimikrobiellen Eigenschaften. Als weitere Metaboliten der Ascidien Dendrodoa grossularia und Ascidiella aspersa wurden Homarin, Betain, Adenosin und Inosin identifiziert. Keiner dieser Substanzen konnte in der vorliegenden Arbeit eine biologische Aktivität zugeordnet werden. Während Betain, Adenosin und Inosin Funktionen innerhalb des Primärmetabolismus besitzen oder als Zwischenprodukte in Synthesewege eingebunden sein können, stellt Homarin einen Sekundärmetaboliten dar, der in einer Vielzahl von marinen Organismen unterschiedliche Funktionen erfüllt. Seine Aufgabe in Tunikaten muss durch weitere Untersuchungen geklärt werden. Dass antimikrobielle Aktivität bei allen Ascidienarten gefunden wird, lässt auf eine grundlegende Bedeutung prokaryontischer Abwehr schließen. Die Unterschiede in der Stärke der Effekte aller Bioassays legen nahe, dass jede Ascidienart eine eigene Gesamtstrategie zur Verteidigung gegen Bewuchs und Fraßfeinde ausgebildet hat. Die aus den Laborversuchen erhaltenen Daten verdeutlichen eine weitreichende biologisch-chemische Aktivität von Aplidium punctum, Dendrodoa grossularia und Didemnum candidum, die neben der antimikrobiellen auch starke cytotoxische und/oder enzymhemmende Wirkung gezeigt haben. Die Lokalisation der aktiven Substanzen im Tier sowie eingehendere Versuche zur molekularen Wirkungsweise sind notwendig, die beobachteten Aktivitäten umfassend zu deuten und ihre Nutzbarkeit unter pharmakologischen Gesichtspunkten zu evaluieren

Intradialytic versus home based exercise training in hemodialysis patients: a randomised controlled trial

Background: Exercise training in hemodialysis patients improves fitness, physical function, quality of life and markers of cardiovascular disease such as arterial stiffness. The majority of trials investigating this area have used supervised exercise training during dialysis (intradialytic), which may not be feasible for some renal units. The aim of this trial is to compare the effects of supervised intradialytic with unsupervised home-based exercise training on physical function and arterial stiffness

Effects of phlebotomy-induced reduction of body iron stores on metabolic syndrome: results from a randomized clinical trial

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Metabolic syndrome (METS) is an increasingly prevalent but poorly understood clinical condition characterized by insulin resistance, glucose intolerance, dyslipidemia, hypertension, and obesity. Increased oxidative stress catalyzed by accumulation of iron in excess of physiologic requirements has been implicated in the pathogenesis of METS, but the relationships between cause and effect remain uncertain. We tested the hypothesis that phlebotomy-induced reduction of body iron stores would alter the clinical presentation of METS, using a randomized trial.</p> <p>Methods</p> <p>In a randomized, controlled, single-blind clinical trial, 64 patients with METS were randomly assigned to iron reduction by phlebotomy (n = 33) or to a control group (n = 31), which was offered phlebotomy at the end of the study (waiting-list design). The iron-reduction patients had 300 ml of blood removed at entry and between 250 and 500 ml removed after 4 weeks, depending on ferritin levels at study entry. Primary outcomes were change in systolic blood pressure (SBP) and insulin sensitivity as measured by Homeostatic Model Assessment (HOMA) index after 6 weeks. Secondary outcomes included HbA1c, plasma glucose, blood lipids, and heart rate (HR).</p> <p>Results</p> <p>SBP decreased from 148.5 ± 12.3 mmHg to 130.5 ± 11.8 mmHg in the phlebotomy group, and from 144.7 ± 14.4 mmHg to 143.8 ± 11.9 mmHg in the control group (difference -16.6 mmHg; 95% CI -20.7 to -12.5; <it>P </it>< 0.001). No significant effect on HOMA index was seen. With regard to secondary outcomes, blood glucose, HbA1c, low-density lipoprotein/high-density lipoprotein ratio, and HR were significantly decreased by phlebotomy. Changes in BP and HOMA index correlated with ferritin reduction.</p> <p>Conclusions</p> <p>In patients with METS, phlebotomy, with consecutive reduction of body iron stores, lowered BP and resulted in improvements in markers of cardiovascular risk and glycemic control. Blood donation may have beneficial effects for blood donors with METS.</p> <p>Trial registration</p> <p>ClinicalTrials.gov: <a href="http://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01328210">NCT01328210</a></p> <p>Please see related article: <url>http://www.biomedcentral.com/1741-7015/10/53</url></p

Bioactive Dehydrotyrosyl and Dehydrodopyl Compounds of Marine Origin

The amino acid, tyrosine, and its hydroxylated product, 3,4-dihydroxyphenylalanine (dopa), plays an important role in the biogenesis of a number of potentially important bioactive molecules in marine organisms. Interestingly, several of these tyrosyl and dopa-containing compounds possess dehydro groups in their side chains. Examples span the range from simple dehydrotyrosine and dehydrodopamines to complex metabolic products, including peptides and polycyclic alkaloids. Based on structural information, these compounds can be subdivided into five categories: (a) Simple dehydrotyrosine and dehydrotyramine containing molecules; (b) simple dehydrodopa derivatives; (c) peptidyl dehydrotyrosine and dehydrodopa derivatives; (d) multiple dehydrodopa containing compounds; and (e) polycyclic condensed dehydrodopa derivatives. These molecules possess a wide range of biological activities that include (but are not limited to) antitumor activity, antibiotic activity, cytotoxicity, antioxidant activity, multidrug resistance reversal, cell division inhibition, immunomodulatory activity, HIV-integrase inhibition, anti-viral, and anti-feeding (or feeding deterrent) activity. This review summarizes the structure, distribution, possible biosynthetic origin, and biological activity, of the five categories of dehydrotyrosine and dehydrodopa containing compounds

Medication errors and patient complications with continuous renal replacement therapy

Continuous renal replacement therapy (CRRT) is commonly used for renal support in the intensive care unit. While the risk of medication errors in the intensive care unit has been described, errors related specifically to CRRT are unknown. The purpose of this study is to characterize medication errors related to CRRT and compare medication errors that occur with manually compounded solutions versus commercially available solutions. We surveyed three separate internet-based, pediatric list serves that are commonly used for communications for programs utilizing CRRT. Data regarding CRRT practices and medication errors were recorded. Medication errors were graded for degree of severity and compared between programs using manually compounded dialysis solutions versus commercially available dialysis solutions. In a survey with 31 program responses, 18 reported medication errors. Two of the 18 were related to heparin compounding, while 16/18 were due to solution compounding errors. Half of the medication errors were classified as causing harm, two of which were fatal. All medication errors were reported by programs that manually compounded their dialysis solutions. Medication errors related to CRRT are associated with a high degree of severity, including death. Industry-based, commercially available solutions can decrease the occurrence of medication errors due to CRRT.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/45869/1/467_2006_Article_49.pd

Systolic peak detection in acceleration photoplethysmograms measured from emergency responders in tropical conditions

Photoplethysmogram (PPG) monitoring is not only essential for critically ill patients in hospitals or at home, but also for those undergoing exercise testing. However, processing PPG signals measured after exercise is challenging, especially if the environment is hot and humid. In this paper, we propose a novel algorithm that can detect systolic peaks under challenging conditions, as in the case of emergency responders in tropical conditions. Accurate systolic-peak detection is an important first step for the analysis of heart rate variability. Algorithms based on local maxima-minima, first-derivative, and slope sum are evaluated, and a new algorithm is introduced to improve the detection rate. With 40 healthy subjects, the new algorithm demonstrates the highest overall detection accuracy (99.84% sensitivity, 99.89% positive predictivity). Existing algorithms, such as Billauer's, Li's and Zong's, have comparable although lower accuracy. However, the proposed algorithm presents an advantage for real-time applications by avoiding human intervention in threshold determination. For best performance, we show that a combination of two event-related moving averages with an offset threshold has an advantage in detecting systolic peaks, even in heat-stressed PPG signals.Mohamed Elgendi, Ian Norton, Matt Brearley, Derek Abbott, Dale Schuurman