Biogenic synthesis of selenium nanoparticles by Shewanella sp. HN-41 using a modified bioelectrochemical system

BACKGROUND Synthesis of selenium nanoparticles from selenite by Shewanella sp. HN-41 demonstrated that particle size depended on the reaction time and biomass of cells. The slow reaction and low biomass tended to form small particles. In this study, Shewanella sp. HN-41 was introduced into the anode of a nonexternal circuit bioelectrochemical system (nec_BES) to convert chemical energy from lactate to low electron current to the cathode, where selenite was reduced. RESULTS Our experiment with two systems, one bioelectrochemical system with a cathode flushed with nitrogen and the other with a no-nitrogen-flushing cathode, showed that the former could not produce Se nanoparticles after 21 d, but the latter formed them with an average size of 37.7 nm. The SEM and TEM images demonstrated that the particle size of 10 nm occupied over 10% and most of the particles were in the range of 30­60 nm. The XRD result and SAED image demonstrated no clear peaks of crystal and proved that the Se nanoparticles are amorphous. CONCLUSIONS : The clean Se nanoparticles were synthesized and completely separated from bacterial cells in the bioelectrochemical system. This study opened a new approach for the biological synthesis of metal nanoparticles. Finally, the Se products in the range of 30­60 nm can be tested for antimicrobial activities in medical applications

Factors impacting the growth and nutritional status of cystic fibrosis patients younger than 10 years of age who did not undergo neonatal screening / Fatores que afetam o crescimento e estado nutricional de pacientes com fibrose cística com idade inferior a 10 anos e que não foram submetidos à triagem neonatal

OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate by clinical and laboratory parameters how cystic fibrosis (CF) affects growth and nutritional status of children who were undergoing CF treatment but did not receive newborn screening. METHODS: A historical cohort study of 52 CF patients younger than 10 years of age were followed in a reference center in Campinas, Southeast Brazil. Anthropometric measurements were abstracted from medical records until March/2010, when neonatal screening program was implemented. Between September/2009 and March/2010, parental height of the 52 CF patients were also measured. RESULTS: Regarding nutritional status, four patients had Z-scores ≤-2 for height/age (H/A) and body mass index/age (BMI/A). The following variables were associated with improved H/A ratio: fewer hospitalizations, longer time from first appointment to diagnosis, longer time from birth to diagnosis and later onset of respiratory disease. Forced vital capacity [FVC(%)], forced expiratory flow between 25-75% of FVC [FEF25-75(%)], forced expiratory volume in the first second [FEV1(%)], gestational age, birth weight and early respiratory symptoms were associated with improved BMI/A. CONCLUSIONS: Greater number of hospitalizations, diagnosis delay and early onset of respiratory disease had a negative impact on growth. Lower spirometric values, lower gestational age, lower birth weight, and early onset of respiratory symptoms had negative impact on nutritional status. Malnutrition was observed in 7.7% of cases, but 23% of children had nutritional risk. .

OBJETIVO: Avaliar por meio de parâmetros clínicos e laboratoriais como a fibrose cística (FC) afeta o crescimento e estado nutricional de crianças submetidas ao tratamento de FC que não foram submetidas à triagem neonatal. MÉTODOS: Uma coorte histórica com 52 pacientes com FC menores de 10 anos foi acompanhada em um centro de referência em Campinas, Sudeste do Brasil. Peso e altura foram coletados de prontuários médicos até março de 2010, quando a triagem neonatal foi implementada. Entre setembro de 2009 a março de 2010 a altura dos pais foi medida. RESULTADOS: Quatro pacientes tiveram escores Z ≤ -2 para altura/idade (A/I) e índice de massa corporal/idade (IMC/A). As seguintes variáveis foram associadas com melhor razão A/I: menor número de hospitalizações, maior tempo entre a primeira consulta e o diagnóstico, maior tempo entre o nascimento e o diagnóstico e início tardio da doença respiratória. Capacidade vital forçada [CVF(%)], fluxo expiratório forçado entre 25-75% da CVF [FEF25-75(%)], volume expiratório forçado no primeiro segundo [VEF1(%)], idade gestacional, peso ao nascer e início dos sintomas respiratórios foram associados com melhor IMC/I. CONCLUSÕES: Maior número de hospitalizações, retardo no diagnóstico e início precoce da doença respiratória tiveram impacto negativo no crescimento. Menores valores espirométricos, menor idade gestacional, menor peso ao nascer e o início precoce dos sintomas respiratórios tiveram impacto negativo no estado nutricional. A desnutrição foi observada em 7,7% dos casos, mas 23% das crianças apresentaram risco nutricional. .

Status de selênio de uma população residente em área de risco de contaminação por mercúrio: influência de polimorfismos e ação sobre o estresse oxidativo / Selenium status of a population living in a mercury contamination risk area: influence of polymorphisms and action on oxidative stress

Estudos apontam que a região Amazônica apresenta concentrações significativas de selênio nos solos e que, por isso, a população não estaria susceptível à deficiência desse mineral. Em contrapartida, a região também apresenta dados de concentrações elevadas de mercúrio nos solos e rios, entretanto, a população não apresenta sinais clínicos evidentes de contaminação. Acredita-se que o selênio, um mineral antioxidante, possa ser um possível colaborador para a aparente tolerância ao mercúrio, pois uma das ações desse mineral é a de destoxificar o organismo contra metais tóxicos. Dependendo das concentrações no organismo, o mercúrio pode potencializar a geração das espécies reativas de oxigênio e, dessa forma, as defesas antioxidantes intrínsecas das células podem ser prejudicadas, resultando na condição conhecida por estresse oxidativo. A contaminação por mercúrio pode, ainda, comprometer a saúde tanto das mulheres quanto das crianças, pois esse metal, na forma de metilmercúrio, pode atravessar a barreira placentária e se concentrar, principalmente, no cérebro do feto. Aliado a isso, a presença de polimorfismos em certos genes podem alterar a expressão de enzimas antioxidantes como a glutationa peroxidase 1, que é dependente de selênio, assim como da glutationa S-transferase, que atua na destoxificação do mercúrio no organismo. Vários estudos apresentam dados de concentrações de mercúrio em ribeirinhos da Amazônia, no entanto, resultados referentes às concentrações de selênio, ao estresse oxidativo e a polimorfismos genéticos na população da área urbana são raros. Diante disso, este estudo objetivou avaliar o estado nutricional relativo ao selênio, concentrações de mercúrio e a possível relação desses parâmetros com o estresse oxidativo e os polimorfimos Pro198Leu (rs 1050450) no gene da glutationa peroxidase 1 e GSTM1 no gene da glutationa S-transferase em mulheres em idade fértil residentes em área de risco de exposição ao mercúrio, da cidade de Porto Velho (RO). As voluntárias foram avaliadas por meio de medidas antropométricas (peso, estatura e circunferência da cintura) e aplicou-se o registro alimentar para avaliação do consumo alimentar. Realizou-se uma coleta de sangue para análise de selênio, atividade da enzima glutationa peroxidase, marcadores de estresse oxidativo e polimorfismos genéticos. O selênio foi determinado por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos acoplados à cela de quartzo (HGQTAAS). Para análise de mercúrio, foi coletada uma amostra do cabelo das voluntárias, sendo sua concentração determinada pelo método de espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS). Para avaliar o estresse oxidativo foram determinadas: a concentração plasmática de Malondialdeído (MDA) e a Capacidade de Absorção de Radicais de Oxigênio (ORAC). Participaram do estudo 200 mulheres com idade entre 19 e 50 anos. A ingestão alimentar média de selênio foi de 49,3 ± 19,2 µg/dia e a prevalência de ingestão inadequada foi de 40,9%. As concentrações médias do mineral no plasma e nos eritrócitos foram, respectivamente, 49,8 + 18,6 µg/L e 75,4 + 29,9 µg/L. A atividade média da glutationa peroxidase foi de 45,1+ 19,4 U/g Hb. A concentração média de mercúrio nos cabelos foi de 625 + 766 ng g-1. Ao avaliar a presença do SNP Pro198Leu, observou-se que 56,7% das participantes apresentaram genótipo selvagem, 36,8% heterozigotos e 6,8% homoizgotos para leucina. Quanto ao polimorfismo de deleção GSTM1, 42,5% das voluntárias apresentaram o genótipo nulo ou deletado, ou seja, relacionado a ausência de expressão da glutationa S-transferase. Esses resultados permitem concluir que a maioria das participantes apresentou estado nutricional deficiente em relação ao selênio. Apesar disso, tanto a atividade enzimática da glutationa peroxidase, como os biomarcadores do estresse oxidativo não sofreram interferência desta deficiência. O polimorfismo Pro198Leu, também não interferiu no status de selênio e no estresse oxidativo. Quanto à avaliação do polimorfismo GSTM1, o genótipo nulo ou deletado também não mostrou associação com as concentrações de mercúrio e o estresse oxidativo

Studies have shown that the Amazon region has significant concentrations of selenium in soils and therefore, the population is not susceptible to deficiency of this mineral. However, the region also presents data from high levels of mercury in soils and rivers, however, the population has no obvious clinical signs of contamination. It is believed that selenium, an antioxidant mineral may be a possible contributor to the apparent tolerance because of its actions in the detoxification of the body from toxic metals. Depending on the concentrations in the body, mercury can increase the generation of reactive oxygen species and thus the intrinsic antioxidant defenses of cells can be damaged, resulting in the condition known as oxidative stress. The mercury contamination may also compromise the health of both women and children, since this metal in the form of methylmercury can cross the placental barrier and concentrate mainly in the fetal brain. In addition, the presence of genetic polymorphisms can alter the expression of antioxidant enzymes such as glutathione peroxidase 1, which is selenium dependent, as well as glutathione S-transferase, which can be responsible for the mercury detoxification in the body. Several studies have shown mercury levels of riverine people from Amazon, however, results regarding selenium concentrations, oxidative stress and polymorphisms in the urban population are area. Thus, this study aimed to evaluate selenium status, mercury levels and the possible relationship of these with oxidative stress and genetic polymorphisms Pro198Leu (rs 1050450) in glutathione peroxidase 1 gene and GSTM1 in the glutathione S-transferase gene in women living in mercury exposure risk area, from the city of Porto Velho (RO). The of the volunteers was assessed using anthropometric measurements (weight, height and waist circumference) and evaluation of food consumption, by the food record. Blood samples were collected for selenium analysis, glutathione peroxidase enzyme's activity, oxidative stress and genetic polymorphisms. Selenium was determined by hydride generation quartz tube atomic absorption spectroscopy (HGQT AAS). For mercury analysis, a hair sample of volunteers was collected, and its concentration was determined by atomic absorption spectrometry method with cold vapor (CV AAS). To evaluate oxidative stress plasma concentrations of malondialdehyde (MDA) and Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC) were determined We enrolled 200 volunteers aged between 19 and 50. The average of selenium intake was 49,3 ± 19,2 µg/day and the prevalence of inadequate intake was 40,9%. Mean selenium concentration on plasma and erythrocytes were respectively 49,8 + 18,6 µg/L and 75,4 + 29,9 µg/L. Glutathione peroxidase showed mean activity of 45,1 + 19,4 U/g Hb and mercury levels of 625 + 766 ng g-1. Evaluating the presence of the SNP Pro198Leu, it was observed that 56,7% of the were participants had wild type genotype, 36,8% heterozygous and 6,8% were homozygous for leucine. For the GSTM1 null deletion polymorphism, 42,5% of the volunteers had a null genotype, ie, do not express the enzyme glutathione S-transferase. These results indicate that the majority of participants had selenium deficiency in plasma and erythrocytes. Nevertheless, most of them had adequate activity of glutathione peroxidase. There was no association between selenium concentrations and the biomarkers used to assess oxidative stress. The Pro198Leu polymorphism did not interfere in selenium concentrations, as well as in the oxidative stress. The evaluation of GSTM1 polymorphism had no association with mercury levels and oxidative stress

Análise espermática de perdizes (Rhynchotus rufescens) criadas em cativeiro e suplementadas com selênio / Semen evaluation of captive male red-winged tinamous (Rhynchotus rufescens) supplemented with selenium

Considerando a importância comercial da perdiz (Rhynchotus rufescens), implantaram-se algumas biotecnologias reprodutivas. Trinta animais, provenientes da FCAV-UNESP/Jaboticabal (2007-2008), foram aleatoriamente distribuídos em grupos: controle (sem selênio orgânico) e tratamento (com 0,2 a 0,8 mg de selênio em 1000 kg de ração ). Coletou-se sêmen por excitação manual, que foi aliquotado em pools com 150 μL. Mensuraram-se volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração e morfologia espermáticas. Diluíram-se 20 μl de sêmen em 300 μl de solução fisiológica para testes complementares (Integridade das membranas acrossomal e plasmática). Contaram-se 200 células, por teste, e classificaram-nas: 1) Acrossomo Íntegro: cor lilás e Não-Íntegro: róseo; 2) Células Vivas (não coradas) e Mortas (coradas). Os dados foram analisados pelo SAS, System for Windows. Os resultados dos pools com e sem selênio foram: as variáveis volume, motilidade, vigor, número de espermatozoides, concentração, integridade acrossomal e integridade da membrana plasmática não apresentaram resultados significantes, porém encontrou-se uma menor porcentagem de espermatozoides com peça intermediária fortemente dobrada, nos animais tratados com selênio em relação aos não tratados (1,33 ± 0,53 vs. 3,78 ± 0,69, respectivamente; p = 0.0107). De fato, sabe-se que o selênio tem papel importante na estrutura dos espermatozoides20. A deficiência de selênio está associada com danos na arquitetura da peça intermediária do espermatozóide.

Due to the commercial importance of the red-winged tinamou (Rhynchotus rufescens), for the past few years, the employment of reproductive biotechnologies has been attempted. Thirty animals were randomly assigned into two groups: control group (no selenium) and treatment group (supplemented with 0,2 a 0,8 mg selenium/ 1000 kg ration). Animals were allocated at the FCAV – UNESP/Jaboticabal (2007-2008). Semen collections were performed by digital manipulation and divided in pools of at least 150 μL. After the immediate evaluation of motility, vigour, concentration and morphology, an aliquot of 20 μL was diluted in 300 μL of physiologic solution in order to test acrosome and membrane integrities, which were performed by counting 200 cells for each test. Cells were evaluated as follows: 1) Intact acrosome: lilac acrosome; Non-intact acrosome: pink acrosome; 2) Live cells: non stained; Dead: stained. Data was statistically analysed using the SAS System for Windows. No differences were found between treatment and control groups for volume, motility, vigour, mean number of spermatozoa per animal, concentration, Intact acrosome, Intact membrane. The difference found on midpiece sperm defect (Se = 1,33 ± 0,53 and control = 3,78 ± 0,69, p = 0.0107) may be due to the damages caused by the selenium deficiency to the architecture of the midpiece, which compromises sperm mobility and fertilization capacity.

Uptake and translocation of selenium by maize (Zea mays) from its environmentaly important forms.

Pot culture studies were conducted to examine the effect of selenite (SeO3(2-)) and selenate (SeO4(2-)) on the uptake and translocation of root absorbed selenium in maize Zea mays plants grown in sand and soil culture. Increasing selenium supplementation (0.5-6.00 microg/ml), increased the selenium retention in roots, but there was little transfer of selenium from shoot to grains. The study indicates that selenite species (less mobile) also accumulates in maize plants when supplied in solution form. Selenium does not cause any adverse effect on the maize plants (dry matter yield vs concentration, no significant correlation, p>0.05).