Melatonin as a powerful antioxidant

Melatonin is a hormone that has many body functions and, for several decades, its antioxidant potential has been increasingly talked about. There is a relationship between failure in melatonin production in the pineal gland, an insufficient supply of this hormone to the body, and the occurrence of free radical etiology diseases such as neurodegenerative diseases, cardiovascular diseases, diabetes, cancer and others. Despite the development of molecular biology, numerous in vitro and in vivo studies, the exact mechanism of melatonin antioxidant activity is still unknown. Nowadays, the use of melatonin supplementation is more and more common, not only to prevent insomnia, but also to slow down the aging process and provide protection against diseases. The aim of this study is to get acquainted with current reports on melatonin, antioxidative mechanisms and their importance in diseases of free radical etiology

The effect of oxidative modifications of amino acid residues in the active center of tyrosinase on the process of graying = Wpływ oksydacyjnych modyfikacji reszt aminokwasowych w centrum aktywnym tyrozynazy na proces siwienia

Cwynar Anna, Olszewska-Słonina Dorota, Pukownik Ewelina. The effect of oxidative modifications of amino acid residues in the active center of tyrosinase on the process of graying = Wpływ oksydacyjnych modyfikacji reszt aminokwasowych w centrum aktywnym tyrozynazy na proces siwienia. Journal of Education, Health and Sport. 2015;5(9):102-108. ISSN 2391-8306. DOI10.5281/zenodo.30027http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.30027http://ojs.ukw.edu.pl/index.php/johs/article/view/2015%3B5%289%29%3A102-108https://pbn.nauka.gov.pl/works/616347Formerly Journal of Health Sciences. ISSN 1429-9623 / 2300-665X. Archives 2011–2014http://journal.rsw.edu.pl/index.php/JHS/issue/archive Deklaracja.Specyfika i zawartość merytoryczna czasopisma nie ulega zmianie.Zgodnie z informacją MNiSW z dnia 2 czerwca 2014 r., że w roku 2014 nie będzie przeprowadzana ocena czasopism naukowych; czasopismo o zmienionym tytule otrzymuje tyle samo punktów co na wykazie czasopism naukowych z dnia 31 grudnia 2014 r.The journal has had 5 points in Ministry of Science and Higher Education of Poland parametric evaluation. Part B item 1089. (31.12.2014).© The Author (s) 2015;This article is published with open access at Licensee Open Journal Systems of Kazimierz Wielki University in Bydgoszcz, Poland and Radom University in Radom, PolandOpen Access. This article is distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Noncommercial License which permits any noncommercial use, distribution, and reproduction in any medium,provided the original author(s) and source are credited. This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License(http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted, non commercial use, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited.This is an open access article licensed under the terms of the Creative Commons Attribution Non Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted, non commercialuse, distribution and reproduction in any medium, provided the work is properly cited.The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this paper.Received: 25.07.2015. Revised 24.08.2015. Accepted: 24.08.2015. THE EFFECT OF OXIDATIVE MODIFICATIONS OF AMINO ACID RESIDUES IN THE ACTIVE CENTER OF TYROSINASE ON THE PROCESS OF GRAYING WPŁYW OKSYDACYJNYCH MODYFIKACJI RESZT AMINOKWASOWYCH W CENTRUM AKTYWNYM TYROZYNAZY NA PROCES SIWIENIA Anna Cwynar1, Dorota Olszewska-Słonina1, Ewelina Pukownik2 1 Katedra i Zakład Patobiochemii i Chemii Klinicznej, Collegium Medicum w Bydgoszczy2 Katedra Pediatrii, Hematologii i Onkologii, Collegium Medicum w Bydgoszczy SummaryReactive oxygen species (ROS) are molecules that form during  physiological processes of cellular metabolism. Production of ROS in the organism is strictly controlled by the system of numerous anti-oxidative mechanisms. Insufficiency of defense systems and an increase in the level of free radicals leads to disturbances of the oxidative-antioxidative balance, and consequently, to generation of oxidative stress.Many observations indicate that the process which underlies graying is oxidative stress induced by hydrogen peroxide. Milimole concentrations of hydrogen peroxide (H2O2) are accumulated within gray hairs. Its presence inhibits transformation of tyrosine to melanin through the inactivation of the enzyme tyrosinase. The cause of an increase in H2O2 level is most probably a decrease in activity of catalase (CAT) responsible for its detoxication. This is a significant step forward, since the studies have indicated that another enzyme, called pseudocatalase, may prevent generation of gray hair. Scientists are working on obtaining effective inhibitors of the process of graying that could in the future serve as medicines preventing premature graying. Finding the mechanisms responsible for this process creates possibilities for developing new objectives for pharmacological therapy.The aim of this work is to present current reports concerning the problem of graying and a potential participation of oxidative stress in the course of this process. StreszczenieReaktywne formy tlenu (RFT) są molekułami powstającymi podczas fizjologicznych procesów metabolizmu komórkowego. Produkcja RFT w organizmie podlega ścisłej kontroli przez system licznych mechanizmów antyoksydacyjnych. Niewydolność systemów obrony oraz wzrost poziomu wolnych rodników prowadzi do zaburzeń równowagi oksydacyjno-antyoksydacyjnej, a w konsekwencji do generacji stresu oksydacyjnego.Wiele obserwacji wykazuje, że procesem leżącym u podłoża siwienia jest stres oksydacyjny indukowany przez nadtlenek wodoru. W obrębie siwych włosów gromadzone są milimolowe stężenia nadtlenku wodoru (H2O2). Jego obecność hamuje przemianę tyrozyny w melaninę poprzez inaktywację enzymu tyrozynazy. Przyczyną wzrostu poziomu H2O2 jest najprawdopodobniej spadek aktywności katalazy (CAT) odpowiedzialnej za jego detoksykację. Jest to znaczący krok naprzód, ponieważ badania wykazały, że inny enzym, zwany pseudokatalazą, może zapobiec tworzeniu się siwych włosów. Naukowcy pracują nad uzyskaniem skutecznych inhibitorów procesu siwienia, mogących w przyszłości służyć jako leki zapobiegające przedwczesnemu siwieniu. Poznanie mechanizmów odpowiedzialnych za ten proces stwarza możliwości na opracowanie nowych celów dla terapii farmakologicznej.Celem prezentowanej pracy jest przedstawienie aktualnych doniesień na temat problemu siwienia i potencjalnego udziału stresu oksydacyjnego w przebiegu tego procesu. Keywords: catalase, hydrogen peroxide, melanogenesis, oxidative stress, tyrosinase.Słowa kluczowe: katalaza, nadtlenek wodoru, melanogeneza, stres oksydacyjny, tyrozynaza

Testosterone replacement therapy in obese males

Controversy surrounds testosterone replacement therapy in obese ageing due to no generally accepted lower limits of normal testosterone level and high prevalence of hypogonadal symptoms in the ageing male population and the non-specific nature of these symptoms. Late onset hypogonadism is a clinical and biochemical syndrome associated with advancing age, often coexisting with obesity and metabolic syndrome. High fat and carbohydrates (fructose) consumption is responsible for development of obesity and metabolic syndrome which is one of risk factors for hypogonadism in older men. High fructose intake has been shown to cause dyslipidemia and to impair hepatic insulin sensitivity. Obesity and lack of physical activity negatively influence testosterone level. Low testosterone level should be regarded as an effect of obesity, but reverse relationship has not been proved yet. The management of late-onset hypogonadism symptoms has to be treated by a change of a life style and prevented with healthy nutrition and physical activity. The question related to rational indications for testosterone replacement therapy in obese males seems to be still actual

How tumour cells respirate?

To, że komórki nowotworowe prowadzą inny metabolizm niż komórki prawidłowe sugerował jako pierwszy niemieckibiochemik Otto Warburg na początku ubiegłego wieku. Wykazał, że komórki nowotworowe preferują proces oddychaniabeztlenowego, a nie tlenowego, charakterystyczny dla komórek prawidłowych. Przekształcają duże ilości glukozydo mleczanu w procesie fermentacji mlekowej, prowadzonej nawet w obecności tlenu. Zjawisko to dziś znane jestpod pojęciem efektu Warburga lub glikolizy tlenowej. Biochemik przyczynę tego zjawiska upatrywał w uszkodzeniumitochondriów. Do niedawna nie było wiadomo, jaki proces chemiczny kryje się za „efektem Warburga”. Wiadomo,że wiele komórek proliferujących, w tym nowotworowych, cechuje wzmożone pobieranie glukozy i ograniczeniefosforylacji oksydacyjnej. Ta ścieżka metaboliczna utrzymuje wysoki poziom produkcji mleczanu, nawet w obecnościtlenu. Obecnie sugeruje się, że powstałe metabolity mogą spełniać rolę podobną do onkogenów poprzez zmianęszlaków sygnalizacyjnych i zablokowanie różnicowania komórek. Zmiany te ułatwiają proces onkogenezy i wzrostkomórek. Dużą rolę w zmianie metabolizmu odgrywa kinaza pirogronianowa (PK) — enzym biorący udział w szlakuglikolitycznym, który w komórkach nowotworowych jest zastępowany przez izoformę PKM2, co jest konieczne doprzekierowania metabolizmu na szlak glikolizy tlenowej i jest warunkiem nowotworzenia. Stwierdzono również, żePKM2 odpowiada za homeostazę reakcji redoks, czego dowodem jest uruchomienie szlaku pentozowego, który ograniczaakumulację reaktywnych form tlenu i chroni komórki nowotworowe przed stresem oksydacyjnym, ułatwiając tymsamym ich wzrost. Ostatnio zaproponowano nowy model metabolizmu nowotworu, potwierdzony eksperymentalnie,który nosi nazwę odwrotnego efektu Warburga. Model ten zakłada ścisłą współpracę metaboliczną pomiędzy aktywowanymifi broblastami podścieliska a komórkami nowotworowymi, i dowodzi, że komórki nowotworowe głównieoddychają tlenowo. Proces glikolizy tlenowej (efekt Warburga) natomiast jest przeprowadzany przede wszystkimprzez fi broblasty zrębu nowotworu. Komórki prawidłowe podścieliska, głównie fi broblasty, dzięki zachodzącymw nich pod wpływem stresu oksydacyjnego licznym procesom katabolicznym (autofagia, mitofagia, fermentacjamlekowa) dostarczają komórkom nowotworowym wysokoenergetycznych związków, takich jak mleczan, ketonyczy glutamina, które wykorzystują je jako biopaliwo do reakcji syntez. Komórki te, dzięki dostarczonym substratom,mogą przeprowadzać liczne procesy anaboliczne oraz wytwarzać duże ilości ATP w procesie oddychania tlenowego.Umożliwia to ich wzrost i rozwój, a zatem — progresję nowotworu.Otto Warburg at the beginning of the 20th century suggested that cancer cells exhibit diff erent metabolism than normalcells. He demonstrated that tumour cells prefer aerobic glycolisis rather than oxidative respiration as for normalcells. They convert large amounts of glucose to lactate in the process of glycolysis, and even in the presence of oxygen.The phenomenon is known as the Warburg eff ect or aerobic glycolysis. The biochemist hypothesized that the cause ofthis is mitochondrial damage in tumour cells. The reason why cells undergo the Warburg eff ect is still poorly understood.However it is known that many proliferating cells, also malignant cells, show increased uptake of glucose andrestriction of oxidative phosphorylation. This metabolic pathway facilitates high levels of lactate production, evenin the presence of oxygen. Recent evidence suggests that metabolites themselves can be oncogenic by altering cell signaling and blocking cellular diff erentiation. These changes facilitate the process of oncogenesis and cell growth.The pyruvate kinase (PK), a glycolitic enzyme is replaced by isoform of PKM2 which facilitates aerobic glycolisisin cancer cells. PKM2 is also a regulator of cellular anti-oxidative metabolism which promotes cancer growth byactivating pentose phosphate pathway, maintaining the balance of redox equivalents and activating antioxidantdefence system. Recently there has been proposed a new model of cancer metabolism, which has been provedexperimentally, termed reverse Warburg eff ect. This model explains the role of aerobic glycolysis and lactate productionin fueling tumour growth. This model assumes metabolic cooperation between stromal fi broblasts andtumour cells, and that cancer cells perform oxidative respiration. In activated fi broblasts, oxidative stress in thetumour microenvironment leads to authophagy, mitophagy and aerobic glycolysis, which delivers high-energeticintermediates such as lactate, ketones and glutamine to tumour cells that fuel the anabolic growth. Tumour cellsdue to delivered nutrients can lead anabolic metabolism and produce high amounts of ATP what facilitates tumourgrowth, development and progression

Differences in the prognosis of HPV16-positive patients with squamous cell carcinoma of head and neck according to viral load and expression of P16

Purpose To evaluate the impact of HPV16 load (VL-the number of virus genome copies per cell) and P16 expression on prognosis of patients with squamous cell carcinomas (SCCs) of head and neck (HN). Materials and methods HPV16 presence was assessed in the group of 109 patients with HNSCCs by quantitative polymerase chain reaction (qPCR). VL (assessed by qPCR) and P16 expression (evaluated by immunohistochemistry) were analysed only in the subgroup of HPV16-positive tumours. These features were correlated with 5-year overall survival (OS) and disease-free survival (DFS). Results HPV16 infection was found in 36 tumours (33.0%). Virus-positive patients had better OS and DFS than those without infection (P = 0.041 and 0.005). Among HPV16-positive HNSCCs, 18 (50.0%) had higher VL (median value > 6764.3 copies/cell) and 25 (73.5%) P16 over expression. The significant differences in OS and DFS (P = 0.008 and 0.004) were noticed according to VL, wherein 100% DFS was found for patients with higher VL. According to P16 expression, significant difference was found only for OS (P = 0.020). In multivariate analysis, VL (P = 0.045; HR = 2.795; CI 0.121-1.060) and the level of smoking (P = 0.023, HR = 2.253; CI 1.124-4.514) were independent factors affecting DFS of HPV16-positive patients. Conclusion On the basis of viral load, it is possible to differentiate prognosis of patients with HPV16-positive HNSCCs. In this subgroup, viral load has stronger prognostic potential than P16 expression

The analysis of activity of cathepsin D and α1-antitrypsin with obese people and the evaluation of the influence of body mass changes to the above-mentioned parameters

WSTĘP. Otyłość jest chorobą przewlekłą charakteryzującą się zwiększeniem ilości tkanki tłuszczowej powyżej 25% u mężczyzn i powyżej 30% u kobiet oraz wskaźnikiem masy ciała (BMI, body mass index) ≥ 30 kg/m2. Otyłość upośledza liczne funkcje metaboliczne i mechaniczne organizmu człowieka, prowadząc do pogorszenia jakości życia i zwiększenia ryzyka przedwczesnego zgonu. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu zmiany masy ciała na aktywność katepsyny D i α1-antytrypsyny w surowicy krwi u osób z otyłością. Określono także BMI, masę ciała i obwód talii. Oznaczenie aktywności i stężenia wymienionych parametrów biochemicznych oraz antropometrycznych wykonano przed i po leczeniu niefarmakologicznym z zastosowaniem diety i wysiłku fizycznego. MATERIAŁ I METODY. Badaną grupę stanowiło 67 pacjentów, 40 kobiet i 27 mężczyzn, w wieku 25-70 lat, z BMI 30-45,9 kg/m2 i obwodem talii 81-125 cm u kobiet oraz 96-154 cm u mężczyzn. Otyli pacjenci stosowali dietę o obniżonej kaloryczności opartą na modelu diety śródziemnomorskiej oraz poddani byli co najmniej 3 razy w tygodniu wysiłkowi fizycznemu (nordic walking, pływanie, spacer, jazda na rowerze). Grupę kontrolną stanowiło 56 zdrowych ochotników, 28 kobiet i 28 mężczyzn w wieku 32-89 lat, z normowagą i prawidłowym obwodem talii. WYNIKI. Po 3-miesięcznym leczeniu z zastosowaniem diety i wysiłku fizycznego uzyskano istotne statystycznie zmniejszenie parametrów antropometrycznych. Średnia redukcja masy ciała wynosiła 6,6 kg, obwód talii zmniejszył się średnio o 6,1 cm, a BMI o 2,6 kg/m2. Oceniana w niniejszej pracy aktywność katepsyny D w grupie kontrolnej oraz u osób otyłych była podobna. Wzrastała ona w sposób istotny statystycznie po zmniejszeniu masy ciała za pomocą ruchu i diety. Aktywność α1-antytrypsyny nie zmieniła się zarówno przed, jak i po leczeniu. Wykazano natomiast, że u osób z otyłością jest ona istotnie statystycznie wyższa niż u osób z prawidłową masą ciała. Stężenie białka całkowitego w surowicy krwi osób otyłych było istotnie statystycznie wyższe w porównaniu z grupą kontrolną, natomiast po 3-miesięcznym leczeniu niefarmakologicznym uległo istotnie statystycznej redukcji. WNIOSKI. 1. Po 3-miesięcznym leczeniu niefarmakologicznym za pomocą diety i wysiłku fizycznego wykazano zmniejszenie masy ciała, obwodu talii i BMI. 2. Trzymiesięczne leczenie niefarmakologiczne, obejmujące dietę i wysiłek fizyczny, spowodowało wzrost aktywności katepsyny D i obniżenie stężenia białka całkowitego. 3. Aktywność fizyczna i dieta są istotnymi czynnikami w redukcji tkanki tłuszczowej i masy ciała oraz w przywróceniu równowagi proteolityczno-antyproteolitycznej organizmu, która u osób z otyłością była zaburzona. Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii 2010, tom 6, nr 4, 155-166INTRODUCTION. Obesity is a chronic disease which characterizes in the increase of adipose tissue by over 25% in men and by over 30% in women, and the body mass index (BMI) ≥ 30 kg/m2. Obesity disables numerous metabolic and motor human function leading to deterioration of standard of living and increasing the risk of premature death. The goal of the presented work is to evaluate the influence of body mass changes to the activity of cathepsin D and α1-antitrypsin in blood serum of obese people. BMI of obese people, body weight and waist size were determined. Marking of the activity and concentration of above-mentioned biochemical and anthropometric parameters were made before and after non-pharmacological treatment with physical exercise and diet. MATERIAL AND METHODS. The examined group consisted of 67 patients (40 women and 27 men) aged 25-70 with BMI 30-45,9 kg/m2, waist size 81-125 cm with women and 96-154 cm with men. The obese patients were on a diet with lowered caloric value based on the model of Mediterranean diet and were submitted at least three times a week to a physical effort (nordic walking, swimming, walks, cycling). The control group consisted of 56 healthy volunteers (28 women and 28 men) aged 32-89, with normal weight and waist size. RESULTS. After a three-months treatment with physical exercise and diet the statistically relevant decrease of anthropometric parameters was achieved. The average loss of body weight amounted to 6.6 kg, waist size decreased by average of 6.1 cm and the BMI factor dropped by 2.6 kg/m2. The activity of cathepsin D was similar in the control group and the obese people. It has grown in a statistically relevant way after decreasing the body weight with exercise and diet. The α1-antitrypsin activity did not change before, as well as after the treatment. It was, however, pointed out that it is statistically higher in the obese people than in people with normal weight. The concentration of the total protein in blood serum of obese people was statistically higher in comparison with the control group, whereas after three months of non-pharmacological treatment it dropped statistically. CONCLUSIONS. 1. After three months of non-pharmacological treatment with exercise and diet the decrease in body weight, waist size and BMI was pointed out. 2. Three months of non-pharmacological treatment with physical exercise and diet caused an increase in the activity of cathepsin D and a decrease in concentration of the total protein. 3. Exercise and diet are significant factors in adipose tissue and body mass reduction as well as in restoring of proteolytic-antiproteolytic balance in the organism which people with obesity were upset with. Endocrinology, Obesity and Metabolic Disorders 2010, vol. 6, No 4, 155-16

Serum Paraoxonase-1 Activity in Prostate Cancer Patients Treated with Brachytherapy as a Measure of Irradiation Efficacy

We investigated changes in the activity of antioxidant paraoxonase-1 (PON1) in patients with prostate cancer (PCa) undergoing radiotherapy (RT), as well as the relationship of the PON1 activity with the degree of PCa advancement. We included 84 men with PCa. Blood samples were obtained before irradiation and after the completion of RT. The control group was composed of 60 healthy men. There was no significant difference in the PON1 activity between the control group and patients pre-radiotherapy. Irradiation was associated with a significant decrease in the PON1 activity; thus, it could be a measure of the efficacy of RT. No significant correlations between the PON1 activity and Gleason score, prostate volume, BMI (body mass index), or adipose tissue thickness were found. However, there was a positive correlation between the PON1 activity and the PSA concentration in the group of PCa patients

Serum Paraoxonase-1 Activity in Prostate Cancer Patients Treated with Brachytherapy as a Measure of Irradiation Efficacy

We investigated changes in the activity of antioxidant paraoxonase-1 (PON1) in patients with prostate cancer (PCa) undergoing radiotherapy (RT), as well as the relationship of the PON1 activity with the degree of PCa advancement. We included 84 men with PCa. Blood samples were obtained before irradiation and after the completion of RT. The control group was composed of 60 healthy men. There was no significant difference in the PON1 activity between the control group and patients pre-radiotherapy. Irradiation was associated with a significant decrease in the PON1 activity; thus, it could be a measure of the efficacy of RT. No significant correlations between the PON1 activity and Gleason score, prostate volume, BMI (body mass index), or adipose tissue thickness were found. However, there was a positive correlation between the PON1 activity and the PSA concentration in the group of PCa patients

Experimental Research and Numerical Analysis of the Elastic Properties of Paper Cell Cores before and after Impregnation

The research hypothesis states that the impregnation of the honeycomb paper core of lightweight sandwich panels with modified starch, sodium silicate and epoxy resin (LiquidWood®) resin has a significant effect on its elastic properties. In this study, a recycled paper was used in three thicknesses, seven types of cell shapes, including two after numerical optimization and three types of impregnating agents. The method of digital image analysis determined the elastic constants of manufactured paper cores, which were subjected to axial compression in two directions. Based on the experimental results, elastic constants of the cores were calculated and compared with the results of numerical calculations. It has been shown that each of the impregnating solutions used improved the stiffness of the paper core. The best results were obtained for LiquidWood® epoxy resin and modified starch. An important parameter of cell geometry affecting their rigidity is the angle of the cell wall φ, as well as the arrangement of the common cell wall in relation to the direction of load. The numerical models developed were positively verified