Encapsulation of Viscous High-Fat Foods in Calcium Alginate Gel Tubes at Ambient Temperature

Viscous high-fat foods such as cream, egg yolk, or mayonnaise are co-extruded with a 3% sodium alginate solution from a syringe into a 50 mM calcium chloride solution. The food sample passes through the inner tube of a double needle assembly while the alginate solution is simultaneously extruded through a mantle surrounding the inner needle. As the sodium alginate solution forms a gel on contact with calcium ions, the food sample becomes encapsulated in the calcium alginate gel formed on the surface of the food sample. The encapsulation procedure may be carried out within a temperature range between 0 C and 25 C. Samples may be prepared for scanning electron microscopy or for transmission electron microscopy by selecting either wide or narrow bore needles, respectively

Vitamin D(3) regulates hepatic VEGF-A and apelin expression in experimental type 1 diabetes

The deficiency of vitamin D is associated with the risk of various chronic diseases, including diabetes mellitus and its complications. Given the strong genomic action of vitamin D hormone-active form, its deficiency can lead to dysfunction of cytokine signaling pathways, including those dependent on vascular endothelial growth factors (VEGFs) and apelin. The present study was carried out to define the link between VEGF-A and apelin expression in liver, hepatocytes viability and vitamin D status at experimental type 1 diabetes in mice. We established that chronic hyperglycemia at streptozotocin-induced diabetes was accompanied by a 2.2-fold decrease in 25OHD content in the serum and increased hepatocytes apoptosis and necrosis. Vitamin D deficiency correlated with increased apelin and VEGF-A (8- and 1.6-fold respectively) expression. Almost complete restoration of circulatory 25OHD content in serum was achieved at vitamin D3 treatment (800 IU/kg, per os, for 2 months) followed by reduced apelin and VEGF-A expression in liver and the decline of hepatocytes apoptosis. We conclude that vitamin D3 can be involved in cell survival, angiogenesis and fibrogenesis by modulating VEGF-A and apelin dependent regulatory systems in diabetic liver

ПОЄДНАНА ДІЯ ПІРАЗОЛОВМІСНИХ БІСФОСФОНАТІВ І ВІТАМІНУ D3 У КОРЕКЦІЇ ПОРУШЕНЬ МІНЕРАЛЬНОГО ОБМІНУ ЗА АЛІМЕНТАРНОГО ОСТЕОПОРОЗУ В ЩУРІВ

Introduction. According to the WHO, osteoporosis ranks central position among all known diseases as a cause of premature disability and mortality, and therefore the development of effective treatment strategies for this disease is one of the priority research areas for scientific and medical institutions. One of these areas is the development of new modern bisphosphonates and the study of their therapeutic effects in animal models. The aim of the study – to explore the effectiveness of combined action of synthesized nitrogen-containing bisphosphonates (pyrazole-containing analogs), which inhibit osteoclast activity and bone resorption, and vitamin D3 – the main regulator of bone remodeling and osteogenesis, in the correction of mineral metabolism disturbances accompanying the development of osteoporosis. Research Methods. The study of the biological effectiveness of the synthesized pyrazole-containing bisphosphonates was carried out on female Wistar rats (1 month old, initial weight (90±5) g). Alimentary osteoporosis was induced by keeping the rats for 30 days on a D-hypovitaminosis diet according to GOST 11222-65, balanced in calcium and phosphorus. Pyrazole-containing bisphosphonates (1.7 mg/kg) and cholecalciferol (400 IU/kg body weight) were used per os as corrective compounds. Serum 25OHD was tested by ELISA. The quantitative analysis of the components of mineral metabolism in the blood serum and bone tissue was determined by routine biochemical methods. Results and Discussion. Our pyrazole-containing bisphosphonates inhibited the process of bone tissue demineralization (resorption) and enhanced mineral metabolism in rats with alimentary osteoporosis with various efficiency. After bisphosphonate supplementation, the content of calcium and inorganic phosphate increased, while the activity of alkaline phosphatase and its isoenzymes in blood serum decreased. The ash content and the levels of calcium and phosphorus in the ash of the tibia have been increased. The combination of pyrazole-containing bisphosphonates with vitamin D3, which normalizes the serum 25OHD content and provides the synthesis of biologically active hydroxylated forms of cholecalciferol, has been effective in the correction of mineral metabolism abnormalities in osteoporotic rats. Conclusions. The study of the combined action of vitamin D3 and bisphosphonate I-12, as the substance with the highest biological efficiency in enhancing the bone remodeling through a balanced combination of bone resorption and formation, is most promising for further research.Вступление. По данным ВОЗ, остеопороз занимает ведущее место среди всех известных заболеваний как причина преждевременной инвалидности и смертности в мире, а поэтому разработка эффективной стратегии лечения этого заболевания является одним из приоритетных направлений исследований для научных и медицинских учреждений. К таким подходам относятся разработка новых современных азотсодержащих бисфосфонатов и исследование их терапевтических эффектов на животных моделях. Цель исследования – изучить эффективность сочетанного действия синтезированных азотсодержащих бисфосфонатов (пиразолсодержащих аналогов), которые подавляют активность остеокластов и уменьшают резорбцию костной ткани, и витамина D3, который является основным регулятором процесса ремоделирования костной ткани и активатором остеогенеза, в коррекции нарушений минерального обмена при остеопорозе. Методы исследования. Биологическую эффективность синтезированных пиразолсодержащих бисфосфонатов исследовали на крысах-самках линии Вистар (возраст – 1 месяц, исходная масса – (90±5) г). Алиментарный остеопороз вызывали путем содержания животных в течение 30-ти дней на D-гиповитаминозном рационе согласно ГОСТу 11222-65, сбалансированном по содержанию кальция и фосфора. В качестве корректирующих соединений использовали per os пиразолсодержащие бисфосфонаты (1,7 мг/кг) и холекальциферол (400 МЕ/кг массы тела). 25-Гидроксивитамин D в сыворотке крови исследовали методом ELISA. Количественный анализ компонентов минерального обмена в сыворотке крови и костной ткани проводили с помощью общепринятых биохимических  ­методов. Результаты и обсуждение. Исследуемые пиразолсодержащие бисфосфонаты с разной эффективностью ингибировали процесс деминерализации (резорбции) костной ткани и интенсифицировали минеральный обмен у крыс с алиментарной формой остеопороза. При действии препаратов возрастало содержание кальция, неорганического фосфата и снижалась активность щелочной фосфатазы и ее изоэнзимов в сыворотке крови. Повышались зольность и содержание кальция и фосфора в золе большеберцовой кости. Наиболее эффективным в коррекции нарушений минерального обмена при остеопорозе оказалось сочетание пиразолсодержащих бисфосфонатов и витамина D3, который нормализует содержание 25-гидроксивитамина D в сыворотке крови и обеспечивает синтез биологически активных, гидроксилированных форм холекальциферола. Вывод. Перспективным для дальнейших исследований является изучение совместного действия витамина D3 и бисфосфоната I-12 как препарата с наиболее высокой биологической эффективностью по усилению процесса ремоделирования костной ткани благодаря согласованности процессов резорбции и формирования кости.Вступ. За даними ВООЗ, остеопороз займає чільне місце серед усіх відомих захворювань як причина передчасної інвалідності та смертності у світі, а тому розробка ефективної стратегії лікування цього захворювання є одним із пріоритетних напрямків досліджень для наукових та медичних інституцій. До таких підходів належать розробка нових сучасних нітрогеновмісних бісфосфонатів та дослідження їх терапевтичних ефектів на тваринних моделях. Мета дослідження – вивчити ефективність поєднаної дії синтезованих нітрогеновмісних бісфосфонатів (піразоловмісних аналогів), які пригнічують активність остеокластів та зменшують резорбцію кісткової тканини, і вітаміну D3, що є основним регулятором процесу ремоделювання кісткової тканини й активатором остеогенезу, в корекції порушень мінерального обміну за остеопорозу. Методи дослідження. Біологічну ефективність синтезованих піразоловмісних бісфосфонатів дослі­джували на щурах-самицях лінії Вістар (вік – 1 місяць, вихідна маса – (90±5) г). Аліментарний остеопороз викликали шляхом утримування тварин протягом 30-ти діб на D-гіповітамінозному раціоні відповідно до ДСТУ 11222-65, збалансованому за вмістом кальцію та фосфору. Як коригувальні сполуки ­використовували per os піразоловмісні бісфосфонати (1,7 мг/кг) та холекальциферол (400 МО/кг маси тіла). 25-Гідро­ксиві­тамін D у сироватці крові досліджували методом ELISA. Кількісний аналіз компонентів мінерального ­обміну в сироватці крові та кістковій тканині проводили за допомогою загальноприйнятих біохімічних методів. Результати й обговорення. Досліджувані піразоловмісні бісфосфонати з різною ефективністю гальмували процес демінералізації (резорбції) кісткової тканини та посилювали мінеральний обмін у щурів з аліментарною формою остеопорозу. За дії препаратів зростав вміст кальцію, неорганічного фосфату і знижувалась активність лужної фосфатази та її ізоензимів у сироватці крові. Підвищувались зольність і вміст кальцію та фосфору в золі великогомілкової кістки. Найефективнішим у корекції порушень мінерального обміну за остеопорозу виявилось поєднання піразоловмісних бісфосфонатів і вітаміну D3, який нормалізує вміст 25-гідроксивітаміну D у сироватці крові та забезпечує синтез біологічно активних, гід­ро­ксильованих форм холекальциферолу. Висновок. Перспективним для подальших досліджень є вивчення сумісної дії вітаміну D3 і бісфосфонату І-12 як препарату з найвищою біологічною ефективністю щодо посилення процесу ремоделювання кісткової тканини завдяки поєднанню процесів резорбції та формування кістки

The production of ethanol by Saccharomyces cerevisiae immobilized in polycation-stabilized calcium alginate gels

NRC publication: Ye

Organic and inorganic nitrogen source effects on the metabolism of Clostridium acetobutylicum

NRC publication: Ye

Prednisolone and vitamin D(3) modulate oxidative metabolism and cell death pathways in blood and bone marrow mononuclear cells

The study was designed to evaluate reactive oxygen species (ROS)/nitric oxide (NO) formation and apoptotic/necrotic cell death elicited by prednisolone in peripheral blood and bone marrow mononuclear cells and to define the efficacy of vitamin D3 to counter glucocorticoid (GC)-induced changes. It was shown that prednisolone (5 mg per kg of female Wistar rat’s body weight for 30 days) evoked ROS and NO overproduction by blood mononuclear cells (monocytes and lymphocytes) that correlated with increased cell apoptosis and necrosis. In contrast, prednisolone did not affect ROS/NO levels in bone marrow mononuclear cells that corresponded to lower level of cell death than in the control. Alterations of prooxidant processes revealed in mononuclear cells and associated with GC action were accompanied by vitamin D3 deficiency in animals, which was assessed by the decreased level of blood serum 25-hydroxivitamin D3 (25OHD3). Vitamin D3 administration (100 IU per rat daily for 30 days, concurrently with prednisolone administration) completely restored 25OHD3 content to the control values and significantly reversed ROS and NO formation in blood mononuclear cells, thus leading to decreased apoptosis. In bone marrow, vitamin D3 activated ROS/NO production and protein nitration that may play a role in prevention of prednisolone-elicited increase in bone resorption. We conclude that vitamin D3 shows a profound protection against GC-associated cellular damage through regulating intracellular ROS/NO formation and cell death pathways