Oxidative metabolism of photosynthetic species and the exposure to some freshwater and marine biotoxins

Environmental climate conditions could lead to an increasing global occurrence of microorganism blooms that synthesize toxins in the aquatic environments. These blooms could result in significantly toxic events. Responses of photosynthetic organisms to adverse environmental conditions implicate reactive oxygen species generation; but, due to the presence of a varied cellular antioxidant defense system and complex signaling networks, this oxidative stress could act as an important factor in the environmental adaptive processes. The objective of this review was to assess how some biotoxins are implicated in the generation of oxidative and nitrosative metabolic changes, not only in biotoxin-producing organisms but also in non-producing organisms. Therefore, toxins may modify the oxidative cellular balance of several other species. Hence, the effect of toxins on the oxidative and nitrosative conditions will be evaluated in freshwater and marine algae and vascular plants. The changing climate conditions could act as agents capable of modifying the community composition leading to alterations in the global health of the habitat, risking the survival of many species with ecological relevance.Fil: Puntarulo, Susana Ángela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentin

The Phycotoxin Domoic Acid as a Potential Factor for Oxidative Alterations Enhanced by Climate Change

Harmful algal blooms (HAB) threaten aquatic and marine ecosystems and wildlife through the creation of hypoxic conditions, and through the toxins they produce. Climate change is creating conditions that increase the impact of HAB on the aquatic ecosystems, rising the frequency of these events. Domoic acid (DA) is a marine phycotoxin produced during HAB of the diatoms Pseudonitzchia sp. It was described that DA causes production of reactive oxygen species (ROS), neurological dysfunction, DNA damage, lipid peroxidation, energy depletion, mitochondrial damage and cell death in animals and humans. However, the information about the effect of this phycotoxin on the non-toxin producing phytoplankton community is scarce or null in relation to oxidative stress measurements. The hypothesis of this opinion article is that DA produced by HAB, might favor the generation of reactive species, that through diffusion to the extracellular environment modifies the oxidative metabolism of non-toxin-producing marine phytoplankton. This feature opens the possibility that not only the phytoplankton community, but also the rest of the food web might be deeply affected if, due to global warming, HAB magnitude and frequency continue increasing.Fil: Cabrera, Joaquin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Puntarulo, Susana Ángela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Oxidative effects of the harmful algal blooms on primary organisms of the food web

Degraded water quality from nutrient pollution, physical, biological, and other chemical factors contributes to the development and persistence of many harmful algal blooms (HABs). The complex dynamics of the HABs is a challenge to marine ecosystems for the toxic effects reported. The consequences include fish, bird, and mammal mortality, respiratory or digestive tract problems, memory loss, seizures, lesions and skin irritation in many organisms. This review is intended to briefly summarize the recent reported information on harmful marine toxin deleterious effects over the primary organisms of the food web, namely algae, zooplankton and invertebrates. Special focus is made on oxidative stress status of cells and tissues. Even though in situ field research is less controlled than laboratory studies, in which the organisms are directly exposed to the toxins under consideration, both types of approaches are required to fully understand such a complex scenario. On top of that, the contribution of the increasing water temperatures in thesea, as a consequence of the global climate change, will be addressed as a topic for further studies, to evaluate the effect on regulating algal growth, species composition, trophic structure, metabolic stress and function of aquatic ecosystems.Fil: Cabrera, Joaquin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Puntarulo, Susana Ángela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Hypoxically Induced Nitric Oxide: Potential Role as a Vasodilator in Mytilus edulis Gills

Intertidal Mytilus edulis experience rapid transgression to hypoxia when they close theirvalves during low tide. This induces a physiological stress response aiming to stabilizetissue perfusion against declining oxygen partial pressure in shell water.We hypothesizedthat nitric oxide (NO) accumulation supports blood vessel opening in hypoxia andused live imaging techniques to measure NO and superoxide anion (O?−2 ) formationin hypoxia-exposed gill filaments. Thirty minutes of moderate (7 kPa pO2) and severehypoxia (1 kPa pO2) caused 1.6- and 2.4-fold increase, respectively, of NO accumulationin the endothelial muscle cells of the hemolymphatic vessels of the gill filaments. This ledto a dilatation of blood vessel diameter by 43% (7 kPa) and 56% (1 kPa), which facilitatesblood flow. Experiments in which we applied the chemical NO-donor Spermine NONOate(concentrations ranging from 1 to 6mM) under normoxic conditions corroborate thedilatational effect of NO on the blood vessel. The formation of O?−2 within the filamentepithelial cells increased 1.5 (7 kPa) and 2-fold (1 kPa) upon treatment. Biochemicalanalysis of mitochondrial electron transport complexes in hypoxia-exposed gill tissueindicates decreased activity of complexes I and III in both hypoxic conditions; whereascomplex IV (cytochrome-c oxidase) activity increased at 7 kPa and decreased at 1kPa compared to normoxic exposure conditions. This corresponds to the pattern ofpO2-dependent gill respiration rates recorded in ex-vivo experiments. Severe hypoxia(1 kPa) appears to have a stabilizing effect on NO accumulation in gill cells, sinceless O2 is available for NO oxidation to nitrite/nitrate. Hypoxia thus supports theNO dependent inhibition of complex IV activity, a mechanism that could fine tunemitochondrial respiration to the local O2 availability in a tissue. Our study highlights abasal function of NO in improving perfusion of hypoxic invertebrate tissues, which couldbe a key mechanism of tolerance toward environmental O2 variations.Fil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Rocchetta, Iara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente. Universidad Nacional del Comahue. Centro Regional Universidad Bariloche. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente; ArgentinaFil: Abele, Doris. Alfred Wegener Institute For Polar And Marine Research; AlemaniaFil: Rivera Ingraham, Georgina A.. Alfred Wegener Institute For Polar And Marine Research; Alemani

Oxidative stress in the hydrophilic medium of algae and invertebrates

The harmful effects of the reactive species may be due to the increase in their steady state concentration either by the enhancement of their production rates and/or the decrease of their consumption rate by antioxidant activity. The ascorbyl radical (A• ) can be considered as a final product of radical oxidative transformations of ascorbate (AH-). The ratio A• content/AH- content (A• /AH-) has been widely used as an interesting tool to estimate mild to moderate oxidative transformations, providing a quick and simple method of diagnosis of stress in the hydrophilic cellular medium. The aim of this work was to summarize studies on the cellular oxidative condition in algae and invertebrates by assessing the A• /AH- ratio under environmentally changing conditions. The use of indices of oxidative stress increasingly sensitive and, somewhat more specific, can bring a new light to the still unknown world of oxidative responses in marine organisms.Fil: Malanga, Gabriela Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Ostera, Juan Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Puntarulo, Susana Ángela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Hypoxically Induced Nitric Oxide: Potential Role as a Vasodilator in Mytilus edulis Gills

Intertidal Mytilus edulis experience rapid transgression to hypoxia when they close their valves during low tide. This induces a physiological stress response aiming to stabilize tissue perfusion against declining oxygen partial pressure in shell water. We hypothesized that nitric oxide (NO) accumulation supports blood vessel opening in hypoxia and used live imaging techniques to measure NO and superoxide anion (O2∙-) formation in hypoxia-exposed gill filaments. Thirty minutes of moderate (7 kPa pO2) and severe hypoxia (1 kPa pO2) caused 1.6- and 2.4-fold increase, respectively, of NO accumulation in the endothelial muscle cells of the hemolymphatic vessels of the gill filaments. This led to a dilatation of blood vessel diameter by 43% (7 kPa) and 56% (1 kPa), which facilitates blood flow. Experiments in which we applied the chemical NO-donor Spermine NONOate (concentrations ranging from 1 to 6 mM) under normoxic conditions corroborate the dilatational effect of NO on the blood vessel. The formation of O2∙- within the filament epithelial cells increased 1.5 (7 kPa) and 2-fold (1 kPa) upon treatment. Biochemical analysis of mitochondrial electron transport complexes in hypoxia-exposed gill tissue indicates decreased activity of complexes I and III in both hypoxic conditions; whereas complex IV (cytochrome-c oxidase) activity increased at 7 kPa and decreased at 1 kPa compared to normoxic exposure conditions. This corresponds to the pattern of pO2-dependent gill respiration rates recorded in ex-vivo experiments. Severe hypoxia (1 kPa) appears to have a stabilizing effect on NO accumulation in gill cells, since less O2 is available for NO oxidation to nitrite/nitrate. Hypoxia thus supports the NO dependent inhibition of complex IV activity, a mechanism that could fine tune mitochondrial respiration to the local O2 availability in a tissue. Our study highlights a basal function of NO in improving perfusion of hypoxic invertebrate tissues, which could be a key mechanism of tolerance toward environmental O2 variations

Caracterización ultraestructural y molecular de cepas de Tetraselmis (Chlorodendrophyceae, Chlorophyta) aisladas de Chile

Species of the genus Tetraselmis (Chlorodendrophyceae, Chlorophyta) have traditionally been used in aquaculture facilities as food forlarval varieties of marine organisms. Recently, some strains with high lipid content have been considered as having potential for biofuelproduction. Although many Tetraselmis species are relatively well-characterized using light and electron microscopical methods,there are still taxonomic ambiguities among the species. DNA sequence analysis, which provides a reliable and more convenient toolfor species delimitation, has been poorly used in Tetraselmis. In this study, three strains of Tetraselmis, isolated from coastal Chileanwaters, have been characterized using an integrative approach (light and electron microscopy, molecular phylogeny of ITS, includingsecondary structure analysis). According to the pyrenoid ultrastructure of the strains investigated two of them (from Dichato andColiumo) belong to the subgenus Parviselmis, while the Caldera strain corresponds to the subgenus Tetrathele. Even though it was notpossible to identify the strains at species level, it was clearly demonstrated by phylogenetic analyses of ITS-1 and ITS-2 sequencesand by ITS-2 secondary structure that the Dichato and Coliumo strains are the same species, and could belong either to T. suecica or T.chui. However, the Caldera strain might correspond to an undescribed species. As our study has shown, the genus Tetraselmis needs tobe taxonomically revised using an integrative approach, which includes the investigations of authentic strains of this genus.Especies del género Tetraselmis (Chlorodendrophyceae, Chlorophyta) han sido tradicionalmente usadas en centros acuícolas comoalimento para larvas de una variedad de organismos marinos. Adicionalmente, algunas cepas con alto contenido de lípidos hansido recientemente consideradas como fuente potencial para la producción de biodiesel. Aunque muchas especies de Tetraselmis seencuentran morfológica y ultraestructuralmente bien caracterizadas, todavía hay ambigüedades taxonómicas al interior del género. Elanálisis de secuencias de ADN, una herramienta complementaria y conveniente para delimitar especies, ha sido pobremente utilizadoen Tetraselmis. En este estudio, se caracterizaron tres cepas de Tetraselmis, aisladas de aguas costeras chilenas, utilizando un enfoqueintegrativo (morfología, ultraestructura y filogenia molecular). Basado en la ultraestructura del pirenoide de las cepas estudiadas,dos de ellas (Dichato y Coliumo) pertenecen al subgénero Parviselmis, mientras que la cepa de Caldera corresponde al subgéneroTetrathele. Aunque no fue posible identificar las cepas a nivel específico, el análisis filogenético de las secuencias ITS-1 e ITS-2y la estructura secundaria del ITS-2 demostraron claramente que las cepas de Dichato y Coliumo son la misma especie, y podríanpertenecer a T. suecica o a T. chui, mientras que la cepa de Caldera podría corresponder a una especie no descrita aún para la ciencia.Los resultados obtenidos demuestran la necesidad de llevar a cabo una revisión taxonómica del género Tetraselmis, utilizando unenfoque integrativo, el cual incluya las cepas auténticas de las especies

Marcadores de estres oxidativo en saliva de pacientes con infarto agudo de miocardio: estudio preliminar

There is evidence that acute myocardial infarction (AMI) is associated with increasing production of reactive oxygen species and tissue injury. The aim of this study was to assess the presence of oxidative stress indices in saliva 24 and 48h after AMI. Materials and methods: We designed a prospective study comparing salivary levels of biomarkers of oxidative stress in patients with AMI with elevation of the ST segment in electrocardiogram versus clinically healthy subjects. Oxidative stress indices including the rate of oxidation of 2'7' dichlorohydrofluorescein diacetate (DCFHDA) and the activity of the antioxidant enzyme catalase (CAT) were evaluated in saliva from patients with AMI at 24 and 48 hours. At each sampling time, blood was drawn for serum markers of myocardial infarction. Results: This study included ten patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction and ten clinically healthy controls. Mean age was 67.8 } 11.1 vs. 48.7 } 4.1 years (p0.05) for AMI vs. controls, respectively. Our results demonstrated an increase in the rate of oxidation of DCFH-DA in the myocardial infarction group as compared with controls (p=0.004), which remained unchanged at 48h. There was no difference in salivary catalase activity between controls and AMI subjects at 24h or at 48h post-diagnosis (p=0.157). The relationship between CAT48 and DCFH-DA48 was fairly significant (r=0.39; p=0.053). Conclusion: This preliminary study showed that biomarkers of oxidative stress are detectable in saliva of patients with acute myocardial infarction. Clinical Relevance: Future studies using a larger population are needed to confirm these observations and to explore the possibility of using the saliva to monitor evolving diagnosis and prognosis in acute coronary syndrome.Existe evidencia que permite establecer una asociacion entre la generacion de especies reactivas del oxigeno y el dano tisular en el sindrome coronario agudo. El objetivo de este trabajo fue detectar en saliva de pacientes con infarto agudo de miocardio (IAM), la presencia de reactantes de estres oxidativo a las 24 y 48 horas. Materiales y metodos: se efectuo un estudio prospectivo de comparacion entre pacientes con IAM con supradesnivel del segmento ST en el electrocardiograma y sujetos sin patologia clinica evidente. La produccion de especies reactivas de oxigeno fue evaluada mediante la tasa de oxidacion de la 2'7' diacetato de diclorohidrofluoreceina (DCFH-DA) y la actividad antioxidante de la enzima catalasa (CAT) en saliva de pacientes con IAM a las 24 y 48 h de producido el sindrome coronario agudo. Simultaneamente, se determinaron en suero los biomarcadores diagnosticos de IAM. Resultados: se incorporaron 10 pacientes con IAM con supradesnivel del ST que fueron comparados con 10 sujetos del grupo control. La edad promedio fue 67.8 } 11.1 vs 48.7 } 4.1 anos, respectivamente (p0.05). La media de la velocidad de oxidacion de la DCFH-DA fue mayor a las 24 h en los pacientes con IAM (p=0.004). Estas diferencias se mantuvieron a las 48 h del infarto sin cambios significativos. No se encontraron diferencias en las medias de actividad de la enzima catalasa entre IAM y control (p>0.05). Se encontro una relacion entre CAT48 y DCFH-DA48 (r=0.39; p=0.053). Conclusiones: En esta poblacion se han detectado reactantes de estres oxidativo en saliva de pacientes con IAM. Relevancia clinica: nuevos estudios con mayor numero de casos seran necesarios para confirmar estas observaciones y evaluar la utilidad de la saliva en el diagnostico, evolucion y pronostico del sindrome coronario agudo.Fil: Rubio, María Cristina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Odontología. Área de Patología y Clínica Bucodental; ArgentinaFil: González, Paula Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Ramos, Cecilia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Odontología; ArgentinaFil: Lewin, Pablo Gastón. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Odontología. Área de Patología y Clínica Bucodental; ArgentinaFil: Friedman, Silvia María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Odontología; ArgentinaFil: Puntarulo, Susana Ángela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Nicolosi, Liliana N.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Odontología. Área de Patología y Clínica Bucodental; Argentin

Un camino hacia ciudades seguras

Convocados a indagar sobre las ciudades vulnerables , donde la catástrofe no se asocia al destino sino a la imprevisión, y entendida ésta como la falta de previsión o reflexión; el presente trabajo pretende poner de manifiesto el estado actual de la prevención de accidentes y enfermedades laborales en las obras de arquitectura, a partir de conclusiones surgidas del análisis de los casos de estudio abordados en el proceso de investigación dirigido al estudio específico de las organizaciones laborales y los riesgos psicosociales. Castro, S. N. y otros (2006-2009); Castro, S. N. y otros (2012/2014). La observación de la obras, como medio ambiente de trabajo de dichas organizaciones, expone diferentes aspectos jurídicos, técnicos y económicos acerca de la salud y seguridad en la industria de la construcción, a partir de los cuales se pretende reflexionar sobre el avance efectuado en el ejercicio profesional desde el surgimiento del marco normativo y su implementación hasta nuestros días. La reflexión es considerada así el punto de partida hacia la búsqueda de nuevos caminos que permitan orientar el accionar del conjunto de los actores involucrados en la producción hacia la prevención efectiva reduciendo la vulnerabilidad del sector y su consecuente impacto social.Área temática 2: Tecnología - Eje InvestigaciónFacultad de Arquitectura y Urbanism

Un camino hacia ciudades seguras

Convocados a indagar sobre las ciudades vulnerables , donde la catástrofe no se asocia al destino sino a la imprevisión, y entendida ésta como la falta de previsión o reflexión; el presente trabajo pretende poner de manifiesto el estado actual de la prevención de accidentes y enfermedades laborales en las obras de arquitectura, a partir de conclusiones surgidas del análisis de los casos de estudio abordados en el proceso de investigación dirigido al estudio específico de las organizaciones laborales y los riesgos psicosociales. Castro, S. N. y otros (2006-2009); Castro, S. N. y otros (2012/2014). La observación de la obras, como medio ambiente de trabajo de dichas organizaciones, expone diferentes aspectos jurídicos, técnicos y económicos acerca de la salud y seguridad en la industria de la construcción, a partir de los cuales se pretende reflexionar sobre el avance efectuado en el ejercicio profesional desde el surgimiento del marco normativo y su implementación hasta nuestros días. La reflexión es considerada así el punto de partida hacia la búsqueda de nuevos caminos que permitan orientar el accionar del conjunto de los actores involucrados en la producción hacia la prevención efectiva reduciendo la vulnerabilidad del sector y su consecuente impacto social.Área temática 2: Tecnología - Eje InvestigaciónFacultad de Arquitectura y Urbanism