Einfluss von Pflanzen-Extrakten (Vitex cienkowskii und Daniella oliveri) und physiologischen Ionen auf die glatte Gefäßmuskulatur und elektrophysiologische Eigenschaften des Herzmuskels

1. In der vorliegenden Arbeit sollte geklärt werden, ob Pflanzenextrakte von Daniella oliveri und Vitex cienkowskii aus Kamerun, denen u.a. von traditionellen Heilern nachgesagt wird, dass sie antiarrhythmische und antiepileptische Wirkungen aufweisen, tatsächlich Effekte besitzen, die mit einer Wirksamkeit bei Herzrhythmusstörungen und Epilepsien vereinbar sind. Von den beiden ausgewählten Heilpflanzen wurden durch Verwendung verschiedener Extraktionsmittel unterschiedliche Extrakte hergestellt, die sich in erster Linie durch die Lipophilie bzw. Hydrophilie ihrer Inhaltsstoffe unterscheiden. Erste chemisch-analytische Untersuchungen erbrachten Hinweise auf das Vorkommen von Tanninen, Terpenoiden und Flavonoiden in beiden Arzneipflanzen. 2. Primär wurde von der einfachsten Arbeitshypothese ausgegangen, dass diese Extrakte eine Minderung der Erregbarkeit sowohl am Herzen als auch am Gehirn verursachen. Da bekannt ist, dass Magnesium als 2-wertiges Kation solche Wirkungen besitzt, wurden zunächst grundlegende Untersuchungen durchgeführt, durch die diese Wirkungen genauer beschrieben werden und mit der Wirkung anderer Ionen bzw. Substanzen verglichen werden sollten . 3. Es wurde mit Hilfe der Patch-Clamp-Technik erstmalig nachgewiesen, dass eine Erhöhung der extrazellulären Magnesium-Konzentration zu einer Anhebung der Schwelle für die Auslösung des Natrium-Einwärtsstroms an Herzmuskelzellen führt. Aus der Konzentrations-Wirkungs-Beziehung (im Bereich von 0,5 bis 5 mmol/l) ergab sich, dass eine Erhöhung der extrazellulären Magnesium-Konzentration um 1 mmol/l eine Anhebung der Schwelle für die Auslösung des Natrium-Stroms um etwa 1 mV bewirkte. Diese Wirkung von Magnesium kann man durch eine Änderung des Oberflächenpotentials erklären. 4. Beim Vergleich mit anderen Kationen ergab sich überraschenderweise, dass auch eine Erhöhung der extrazellulären Kalium-Konzentration zu einer Schwellenerhöhung führte, die sogar etwa doppelt so stark ausfiel wie die von Magnesium. Im Gegensatz dazu führte eine Erhöhung der extrazellulären Natrium-Konzentration nicht zu einer Erhöhung der Schwelle. Auch das bekannte Antiarrhythmikum Sotalol mit Kalium-Kanal-blockierenden Eigenschaften und der Natrium-Kanal-Öffner Veratridin führten nicht zu einer Änderung der Schwelle, was darauf hinweist, dass die Effekte von Magnesium und Kalium nicht unspezifisch sind (z.B. auf Grund einer Änderung der Osmolarität). 5. Orientierende Versuche bzgl. der Beeinflussung elektrophysiologischer Phänomene am isolierten Papillarmuskel erbrachten keine Hinweise, dass durch die Extrakte die Schwelle für die Auslösung von Aktionspotentialen verändert wird. Da in den Extrakten u.a. als Inhaltsstoffe Flavonoide gefunden wurden, erfolgte zusätzlich in orientierenden Untersuchungen eine Testung der Wirkung verschiedener Flavonoide auf die Schwelle des Natrium-Stroms. Auch hier fanden sich keine Hinweise, dass diese Schwelle verändert wird. Ausgehend von diesen Versuchen erscheint es unwahrscheinlich, dass die untersuchten Extrakte über eine Anhebung der Erregungsschwelle wirken. 6. Bei der weiteren Untersuchung des Einflusses der Extrakte auf Aktionspotential-Parameter zeigte sich kein wesentlicher Effekt bei 1 Hz. Bei einer Frequenz von 0,2 Hz wurde aber die Aktionspotentialdauer durch den MeOH-Extrakt von D. oliveri drastisch verlängert, jedoch blieben die Amplitude und die maximale Depolarisationsgeschwindigkeit unverändert. Andere Extrakte wie der Hexan-Extrakt und der Dichlormethan-Methanol-Extrakt von D. oliveri und alle getesteten Extrakte von V. cienkowskii zeigten keine wesentlichen Wirkungen auf das Aktionspotential. Die Verlängerung der Aktionspotentialdauer durch den MeOH-Extrakt ist vergleichbar mit der von Sotalol. Es ist anzunehmen, dass sie durch eine Blockierung von Kalium-Kanälen zustande kommt. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um zu klären, welche speziell im Methanol-Extrakt vorkommenden Substanzen auf Kalium-Kanäle wirken und welche Kalium-Kanäle betroffen sind. Für den Methanol-Extrakt von D. oliveri könnte es demnach zutreffen, dass er tatsächlich antiarrhythmische (und evtl. auch antiepileptische) Wirkungen besitzt. 7. Zusätzlich wurde getestet, ob die Extrakte auch einen Effekt auf die glatte Muskulatur der Gefäße ausüben. Daniella oliveri–Extrakte zeigten eine starke relaxierende Wirkung. Sowohl die durch Noradrenalin als auch die durch Kalium vorkontrahierten Aortenringe wurden durch sehr kleine Konzentrationen des MeOH- (EC50 von 0,77 mg/l bzw. 0,85 mg/l) und des CH2Cl2-MeOH- (4,88 mg/l bzw. 9,44 mg/l) Extraktes relaxiert. Auch bestimmte Extrakte von V. cienkowskii zeigten eine erschlaffende Wirkung auf die Gefäßmuskulatur, die aber schwächer war als die von den D. oliveri–Extrakten. An Noradrenalin-vorkontrahierten Aortenringen wurden bei den MeOH- (EC50 = 11,77 mg/l) und EtOAC- (EC50 = 40,69 mg/l) Extrakten relaxierende Wirkungen festgestellt. Beide Extrakte lösten nur eine geringe Relaxation an KCl-vorkontrahierten Aortenringen aus. Diese Vasorelaxation ist wahrscheinlich nicht auf eine Kalium-Kanal-Blockade zurückzuführen, da verschiedene Kalium-Kanal-Blocker (Sotalol, Clofilium und Amiodaron) im üblichen Konzentrationsbereich keine relaxierende Wirkung zeigten. Auch eine Blockade von Calcium-Kanälen als Ursache für die vasorelaxierende Wirkung ist unwahrscheinlich, da die Extrakte nicht wie die klassischen Calcium-Kanalblocker am Herzmuskel negativ inotrop wirken. Am ehesten kann die relaxierende Wirkung der Extrakte durch eine Hemmung des G-Proteinwegs und eines dadurch verminderten G-Protein-Receptor-induzierten Calcium-Anstiegs erklärt werden. Als mögliche wirksame Inhaltsstoffe kommen vor allem bestimmte Flavonoide in Frage. Es wurde eine Reihe verschiedener Flavonoide eingesetzt wobei sich Hinweise auf eine Struktur-Wirkungs-Beziehung bzgl. der vasorelaxierenden Wirkung ergaben. So zeigte z.B. Quercetin eine relativ starke relaxierende Wirkung während z.B. das strukturverwandte Rutin keine erschlaffende Wirkung aufwies. 8. Die Ergebnisse zeigen, dass Extrakte von D. oliveri und V. cienkowskii , die von traditionellen Heilern in Kamerun u.a. für die Therapie von kardialen Arrhythmien und von epileptischen Anfällen eingesetzt werden, durchaus nachweisbare kardiovaskuläre Wirkungen aufweisen. Speziell der Methanol-Extrakt von Daniella oliveri hat einen Einfluss auf das Aktionspotential, der wahrscheinlich auf eine Kalium-Kanal-blockierende Wirkung zurückzuführen ist und der mit der Wirkung klassischer Antiarrhythmika vergleichbar ist. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Strukturen der wirksamen Inhaltsstoffe und den genauen Wirkungsmechanismus aufzuklären. Auf Grund der vasorelaxierenden Wirkungen ergeben sich möglicherweise neue Indikationsgebiete wie z.B. die Hypertonie. Als weiteres Ergebnis der vorliegenden Untersuchung konnten Wirkungen von Magnesium und Kalium auf die Schwelle des Natrium-Stroms gezeigt werden, die möglicherweise erklären, dass beide Ionen antiarrhythmische Effekte aufweisen und sich dabei sinnvoll ergänzen

PENGARUH MODEL PEMBELAJARAN INKUIRI TERHADAP HASIL BELAJAR SISWA PADA SUBTEMA 1 BAGAIMANA TUBUH MENGOLAH MAKANAN DI KELAS V UPTD SDN 122345 PEMATANGSIANTAR

Penelitian ini dilakukan di UPTD SDN 122345 Pematang Siantar yang melibatkan seluruh siswa kelas V. pada kelas V diberikan perlakuan dengan menggunakan model pembelajaran inkuiri. Sebelum diberikan perlakuan pada kelas V, kelas tersebut diberikan lembar soal pretest terlebih dahulu untuk mengetahui kemampuan awal siswa. Adapun nilai rata-rata pretest yaitu 50,36. Setelah diketahui kemampuan awal siswa, selanjutnya siswa diberikan perlakuan pembelajaran dengan cara yang berbeda yaitu dengan menggunakan model inkuiri. Setelah itu siswa kembali diberikan lembar posttest adapun nilai rata-rata posttest pada kelas V yaitu 86,14. Berdasarkan nilai rata-rata posttest, terlihat bahwa lebih tinggi dibandingkan nilai rata-rata pretest. Dengan menggunakan uji T diperoleh bahwa nilai thitung >ttabel yaitu 50,36>86,14 dengan taraf kesalahan 5 %. Hal ini menunjukkan bahwa Hoditolak dan H1diterima, sehingga disimpulkan terdapat pengaruh model pembelajaran inkuiri terhadap hasil belajar siswa kelas V UPTD SDN 122345 Pematangsiantar. Kata kunci : Model inkuiri, Hasil Belajar, TematikPenelitian ini dilakukan di UPTD SDN 122345 Pematang Siantar yang melibatkan seluruh siswa kelas V. pada kelas V diberikan perlakuan dengan menggunakan model pembelajaran inkuiri. Sebelum diberikan perlakuan pada kelas V, kelas tersebut diberikan lembar soal pretest terlebih dahulu untuk mengetahui kemampuan awal siswa. Adapun nilai rata-rata pretest yaitu 50,36. Setelah diketahui kemampuan awal siswa, selanjutnya siswa diberikan perlakuan pembelajaran dengan cara yang berbeda yaitu dengan menggunakan model inkuiri. Setelah itu siswa kembali diberikan lembar posttest adapun nilai rata-rata posttest pada kelas V yaitu 86,14. Berdasarkan nilai rata-rata posttest, terlihat bahwa lebih tinggi dibandingkan nilai rata-rata pretest. Dengan menggunakan uji T diperoleh bahwa nilai thitung >ttabel yaitu 50,36>86,14 dengan taraf kesalahan 5 %. Hal ini menunjukkan bahwa Hoditolak dan H1diterima, sehingga disimpulkan terdapat pengaruh model pembelajaran inkuiri terhadap hasil belajar siswa kelas V UPTD SDN 122345 Pematangsiantar

Evaluation of Performances of Calcined Laterite and Oyster Shell Powder Based Blended Geopolymer Binders

This work consisted in characterizing of calcined laterite and oyster shell powder based blended geopolymer binders. To do this, raw laterite taken from Soa in the city of Yaoundé and oyster shells extracted from Mouanko in the Sanaga-Maritime were initially air-dried, then dried at 105 °C, before being calcined at 500 °C and 200 °C respectively for 2 hours. These samples were subjected to preliminary studies, i.e. determination of their chemical and mineralogical compositions, particle size distributions, densities, as well as thermal analysis for the synthesis of geopolymer binders. X-ray diffractometry, thermal and gravimetric analysis were carried out on the oyster shell powder and laterite, in order to elucidate the time and degree of calcination of the two samples, the evolution of the linear shrinkage, the setting time as well as the compressive and flexural strengths of the geopolymer binders. The results obtained show that oyster shells are rich in CaCO3 and contain crystalline phases, while laterite is rich in silica, iron (FeCO3) and alumina (Al2O3). The geopolymer samples: Lat + 0% oyster shells have a setting time between 125 and 168 min for a compressive strength of about 47 MPa. The peak strength is observed around 15% addition of oyster shell powder, i.e. 53.5 MPa at 28 days with an increased setting time. This strength was decreased from 25 % of addition of oyster shells, despite the increase observed in the setting time. It appears from this study that the addition of 15% oyster shell increases the compressive strength of the geopolymer, but also leads to a considerable decrease in absorption rate. Above this rate, the compressive strength decreases drastically and concomitantly the setting time increases

Aldosterone signaling through transient receptor potential melastatin 7 cation channel (TRPM7) and its α-kinase domain

We demonstrated a role for the Mg2 + transporter TRPM7, a bifunctional protein with channel and α-kinase domains, in aldosterone signaling. Molecular mechanisms underlying this are elusive. Here we investigated the function of TRPM7 and its α-kinase domain on Mg2 + and pro-inflammatory signaling by aldosterone. Kidney cells (HEK-293) expressing wild-type human TRPM7 (WThTRPM7) or constructs in which the α-kinase domain was deleted (ΔKinase) or rendered inactive with a point mutation in the ATP binding site of the α-kinase domain (K1648R) were studied. Aldosterone rapidly increased [Mg2 +]i and stimulated NADPH oxidase-derived generation of reactive oxygen species (ROS) in WT hTRPM7 and TRPM7 kinase dead mutant cells. Translocation of annexin-1 and calpain-II and spectrin cleavage (calpain target) were increased by aldosterone in WT hTRPM7 cells but not in α-kinase-deficient cells. Aldosterone stimulated phosphorylation of MAP kinases and increased expression of pro-inflammatory mediators ICAM-1, Cox-2 and PAI-1 in Δkinase and K1648R cells, effects that were inhibited by eplerenone (mineralocorticoid receptor (MR) blocker). 2-APB, a TRPM7 channel inhibitor, abrogated aldosterone-induced Mg2 + responses in WT hTRPM7 and mutant cells. In 2-APB-treated ΔKinase and K1648R cells, aldosterone-stimulated inflammatory responses were unchanged. These data indicate that aldosterone stimulates Mg2 + influx and ROS production in a TRPM7-sensitive, kinase-insensitive manner, whereas activation of annexin-1 requires the TRPM7 kinase domain. Moreover TRPM7 α-kinase modulates inflammatory signaling by aldosterone in a TRPM7 channel/Mg2 +-independent manner. Our findings identify novel mechanisms for non-genomic actions of aldosterone involving differential signaling through MR-activated TRPM7 channel and α-kinase

Prognostic importance of plasma total magnesium in a cohort of cats with azotemic chronic kidney disease

BACKGROUND: Hypomagnesemia is associated with increased mortality and renal function decline in humans with chronic kidney disease (CKD). Magnesium is furthermore inversely associated with fibroblast growth factor 23 (FGF23), an important prognostic factor in CKD in cats. However, the prognostic significance of plasma magnesium in cats with CKD is unknown. OBJECTIVES: To explore associations of plasma total magnesium concentration (tMg) with plasma FGF23 concentration, all-cause mortality, and disease progression in cats with azotemic CKD. ANIMALS: Records of 174 client-owned cats with IRIS stage 2-4 CKD. METHODS: Cohort study. Cats with azotemic CKD were identified from the records of two London-based first opinion practices (1999-2013). Possible associations of baseline plasma tMg with FGF23 concentration and risks of death and progression were explored using, respectively, linear, Cox, and logistic regression. RESULTS: Plasma tMg (reference interval, 1.73-2.57 mg/dL) was inversely associated with plasma FGF23 when controlling for plasma creatinine and phosphate concentrations (partial correlation coefficient, -0.50; P < .001). Hypomagnesemia was observed in 12% (20/174) of cats, and independently associated with increased risk of death (adjusted hazard ratio, 2.74; 95% confidence interval [CI], 1.35-5.55; P = .005). The unadjusted associations of hypermagnesemia (prevalence, 6%; 11/174 cats) with survival (hazard ratio, 2.88; 95% CI, 1.54-5.38; P = .001), and hypomagnesemia with progressive CKD (odds ratio, 17.7; 95% CI, 2.04-154; P = .009) lost significance in multivariable analysis. CONCLUSIONS AND CLINICAL IMPORTANCE: Hypomagnesemia was associated with higher plasma FGF23 concentrations and increased risk of death. Measurement of plasma tMg augments prognostic information in cats with CKD, but whether these observations are associations or causations warrants further investigation

Human Placental-Specific Epipolymorphism and its Association with Adverse Pregnancy Outcomes

Interindividual variation in DNA-methylation level is widespread in the human genome, despite its critical role in regulating gene expression. The nature of this variation, including its tissue-specific nature, and the role it may play in human phenotypic variation and disease is still poorly characterized. The placenta plays a critical role in regulating fetal growth and development in ways that have lifelong effects on health. To identify genes with a high degree of interindividual DNA methylation variation in the human placenta, we surveyed the human genome using the Illumina GoldenGate Methylation Cancer panel targeting 1505 CpG sites of 807 genes. While many sites show a continuous pattern of methylation levels, WNT2, TUSC3 and EPHB4 were identified to have a polymorphic “on-or-off” pattern of DNA methylation variation at their promoter region which was confirmed by pyrosequencing. Methylation of these genes can be found in 7%–25% of over 100 placentas tested. The methylation state at the promoter of these genes is concordant with mRNA allelic expression. In three informative cases TUSC3 was observed to be methylated on the maternal allele, and it is thus possible this represents a polymorphically imprinted gene. Furthermore, TUSC3 promoter methylation showed evidence for association with preeclampsia. A biological significance of these methylation allelic polymorphisms (MAPs) to human placental diversity is further implied by their placental specificity and absence in mouse. An extended study of blood suggests that MAPs may also be found in other tissues, implicating their utility for tissue-specific association with complex disorders. The identification of such “epipolymorphism” in other tissues and their use in association studies, should improve our understanding of interindividual phenotypic variability and complex disease susceptibility

Newly Developed Mg2+–Selective Fluorescent Probe Enables Visualization of Mg2+ Dynamics in Mitochondria

Mg2+ plays important roles in numerous cellular functions. Mitochondria take part in intracellular Mg2+ regulation and the Mg2+ concentration in mitochondria affects the synthesis of ATP. However, there are few methods to observe Mg2+ in mitochondria in intact cells. Here, we have developed a novel Mg2+–selective fluorescent probe, KMG-301, that is functional in mitochondria. This probe changes its fluorescence properties solely depending on the Mg2+ concentration in mitochondria under physiologically normal conditions. Simultaneous measurements using this probe together with a probe for cytosolic Mg2+, KMG-104, enabled us to compare the dynamics of Mg2+ in the cytosol and in mitochondria. With this method, carbonyl cyanide p-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone (FCCP)–induced Mg2+ mobilization from mitochondria to the cytosol was visualized. Although a FCCP–induced decrease in the Mg2+ concentration in mitochondria and an increase in the cytosol were observed both in differentiated PC12 cells and in hippocampal neurons, the time-courses of concentration changes varied with cell type. Moreover, the relationship between mitochondrial Mg2+ and Parkinson's disease was analyzed in a cellular model of Parkinson's disease by using the 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+). A gradual decrease in the Mg2+ concentration in mitochondria was observed in response to MPP+ in differentiated PC12 cells. These results indicate that KMG-301 is useful for investigating Mg2+ dynamics in mitochondria. All animal procedures to obtain neurons from Wistar rats were approved by the ethical committee of Keio University (permit number is 09106-(1))

Magnesium transport in hypertension

Epidemiological, clinical and experimental evidence indicates an inverse association between Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; levels (serum and tissue) and blood pressure. Magnesium may influence blood pressure by modulating vascular tone and structure through its effects on numerous biochemical reactions that control vascular contraction/dilation, growth/apoptosis, differentiation and inflammation. Magnesium acts as a calcium channel antagonist, it stimulates production of vasodilator prostacyclins and nitric oxide and it alters vascular responses to vasoactive agonists. Mammalian cells regulate Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; concentration through specialized influx and efflux transport systems that have only recently been characterized. Magnesium efflux occurs via Na&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;-dependent and Na&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;-independent pathways. Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; influx is controlled by recently cloned transporters including Mrs2p, SLC41A1, SLC41A1, ACDP2, MagT1, TRPM6 and TRPM7. Alterations in some of these systems may contribute to hypomagnesemia and intracellular Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; deficiency in hypertension. In particular increased Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; efflux through altered regulation of the vascular Na&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt;/Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; exchanger and decreased Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; influx due to defective vascular and renal TRPM6/7 expression/activity may be important. This review discusses the role of Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; in vascular biology and implications in hypertension and focuses on the putative transport systems that control vascular magnesium homeostasis. Much research is still needed to clarify the exact mechanisms of Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; regulation in the cardiovascular system and the implications of aberrant transcellular Mg&lt;sup&gt;2+&lt;/sup&gt; transport in the pathogenesis of cardiovascular disease

Role of magnesium in hypertension

Magnesium affects blood pressure by modulating vascular tone and reactivity. It acts as a calcium channel antagonist, it stimulates production of vasodilator prostacyclins and nitric oxide and it alters vascular responses to vasoactive agonists. Magnesium deficiency has been implicated in the pathogenesis of hypertension with epidemiological and experimental studies demonstrating an inverse correlation between blood pressure and serum magnesium levels. Magnesium also influences glucose and insulin homeostasis, and hypomagnesemia is associated with metabolic syndrome.Although most epidemiological and experimental studies support a role for low magnesium in the pathophysiology of hypertension, data from clinical studies have been less convincing. Furthermore, the therapeutic value of magnesium in the management of hypertension is unclear. The present review addresses the role of magnesium in the regulation of vascular function and blood pressure and discusses the implications of magnesium deficiency in experimental and clinical hypertension, in metabolic syndrome and in pre-eclampsia