Anti-tick effect and cholinesterase inhibition caused by Prosopis juliflora alkaloids: in vitro and in silico studies / Efeito carrapaticida e inibição da acetilcolinesterase por alcaloides de Prosopis juliflora: estudos in vitro e in silico

Abstract We investigated the in vitro acaricide activity of the methanolic extract (ME) and alkaloid-rich fraction (AF) of Prosopis juliflora on Rhipicephalus microplus and correlated this effect with acetylcholinesterase (AChE) inhibition. The acaricide activity was evaluated using adult and larval immersion tests. Also, we studied the possible interaction mechanism of the major alkaloids present in this fraction via molecular docking at the active site of R. microplus AChE1 (RmAChE1). Higher reproductive inhibitory activity of the AF was recorded, with effective concentration (EC50) four times lower than that of the ME (31.6 versus 121 mg/mL). The AF caused mortality of tick larvae, with lethal concentration 50% (LC50) of 13.8 mg/mL. Both ME and AF were seen to have anticholinesterase activity on AChE of R. microplus larvae, while AF was more active with half-maximal inhibitory concentration (IC50) of 0.041 mg/mL. The LC-MS/MS analyses on the AF led to identification of three alkaloids: prosopine (1), juliprosinine (2) and juliprosopine (3). The molecular docking studies revealed that these alkaloids had interactions at the active site of the RmAChE1, mainly relating to hydrogen bonds and cation-pi interactions. We concluded that the alkaloids of P. juliflora showed acaricide activity on R. microplus and acted through an anticholinesterase mechanism.

Resumo A atividade carrapaticida in vitro do extrato metanólico (EM) e da fração de alcaloides (FA) de Prosopis juliflora foi investigada, frente ao Rhipicephalus microplus, e relacionada com a inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). A predição in silico das interações de alcaloides dessa fração com a AChE1 de R. microplus (RmAChE1) foi realizada por acoplamento molecular. A atividade carrapaticida foi avaliada, utilizando-se os ensaios de imersão de adultos e larvas. Maior efeito sobre parâmetros reprodutivos de teleóginas foi verificado para a FA, com valor de Concentração Efetiva 50% (CE50) (31.6 mg/mL), quatro vezes menor do que o valor do EM (121 mg/mL). A FA induziu mortalidade de larvas (Concentração Letal de 50% - CL50 = 13,8 mg/mL). A inibição da atividade da AChE de larvas do carrapato foi observada para EM e FA, sendo a FA mais ativa (Concentração Inibitória 50%- CI50 de 0,041mg/mL). As análises químicas da FA permitiram a identificação dos alcaloides prosopina (1), juliprosinina (2) e juliprosopina (3). No ensaio in silico, observou-se que esses alcaloides podem interagir com o sítio ativo da RmAChE1, principalmente por ligações de hidrogênio e interações cátion-pi. Os alcaloides de P. juliflora têm atividade carrapaticida contra R. microplus, atuando através do mecanismo anticolinesterásico.

Research Progress on Abused Drugs Metabolic in vivo / 法医学杂志

Under the catalysis of a variety of metabolic enzymes in vivo, such as UDP-glucuronyl transferases, cytochrome P450, carboxylesterase, sulfotransferase, butyrylcholinesterase, catechol-O-methyl transferase and 6-morphine dehydrogenase, the drugs perform glucuronidation, hydrolysis, oxidation, sulfonation and other reactions, then translate into active or inactive metabolites, which are excreted through urination, bile or the other pathways at last. Different drugs own their different metabolic pathways. This paper introduces the studies about the metabolism of drugs in human and animal in recent years, such as morphine-like drugs, amphetamine, ketamine, cannabis and cocaine, and reviews the research progress about the sites of metabolism, metabolic enzymes, metabolites and physiological activity of those drugs metabolic in vivo.

Valores de referencia de la actividad de la colinesterasa eritrocitaria según las técnicas de Michel y EQM® en población laboral de Antioquia, Colombia / Reference values for erythrocyte cholinesterase activity in the working population of Antioquia, Colombia, according to the Michel and EQM techniques

OBJETIVO: Establecer valores de referencia de la actividad de la colinesterasa eritrocitaria (EC 3.1.1.7) para la población laboral activa de dos regiones del departamento de Antioquia, Colombia, situadas a diferentes alturas sobre el nivel del mar. MÉTODOS: Se diseñaron dos muestras representativas de la población laboral activa de 18 a 59 años de edad residente en el valle de Aburrá (1 540 m sobre el nivel del mar) y en el cercano oriente antioqueño (2 150 m sobre el nivel del mar). Se excluyeron los trabajadores que empleaban sustancias inhibidoras de la colinesterasa en su trabajo o en el hogar, los que presentaban alguna enfermedad que alterara los niveles de colinesterasa y los que manifestaron no contar con buena salud. Se midió la actividad de la colinesterasa eritrocitaria con los métodos de Michel y EQM® en 827 personas, 415 de Aburrá y 412 del Oriente. Las proporciones se compararon mediante la prueba de ji al cuadrado, incluida la versión de Fisher. La prueba de la t de Student para muestras independientes se utilizó para la comparación de dos promedios. Para comparar simultáneamente tres o más promedios se empleó el análisis de la varianza, seguido del análisis de rangos múltiples de Newman-Keuls (ARM-NK). Cuando las variables no tenían distribución normal o cuando las varianzas no eran homogéneas se usó el análisis de la varianza no paramétrico de Kruskal y Wallis para comparar las medianas. Se emplearon los programas SPSS 9.0, SGPlus 7.1 y EpiInfo 6.04. En todas las pruebas estadísticas se aplicó un nivel de significación P < 0,05. RESULTADOS: Los valores de actividad de la colinesterasa eritrocitaria obtenidos en esta investigación para la población estudiada mediante los dos métodos analíticos utilizados fueron: Michel: 0,857 delta de pH/hora (IC95 por ciento: 0,849 a 0,866) y EQM®: 35,21 U/g oxihemoglobina (IC95 por ciento: 34,82 a 35,60). Por el método de Michel: la actividad enzimática difirió significativamente entre regiones (Aburrá y Oriente) según el ARM-NK; dentro de cada región, la actividad enzimática masculina fue significativamente mayor que la femenina según el ARM-NK; en ninguno de los estratos por región y sexo hubo influencia estadísticamente significativa de la edad en la actividad enzimática, cualquiera que fuera el método utilizado. Por el método de EQM® no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre regiones, entre sexos ni entre grupos de edad. CONCLUSION: Los valores de la actividad de la...

Efecto del tiempo y las condiciones de almacenamiento sobre la actividad de las colinesterasas / Effect of time and the conditions of storage in the activity of the cholinesterases

Se evaluó la estabilidad de la colinesterasa plasmática y la colinesterasa eritrocítica a temperatura ambiente, 4§C y -20 §C, durante un periodo de tres meses. Se determinó que la colinesterasa plasmática es estable en refrigeración y congelación. A temperatura ambiente la actividad de esta enzima disminuye significativamente en una semana. Por su parte la colinesterasa eritrocítica es estable únicamente en refrigeración. El proceso de congelamiento y descongelamiento provoca disminución importante en la actividad de la enzima. En las muestras conservadas por un día a -20 §C, la actividad de la enzima eritrocitaria fue enre 10 y 20 por ciento más baja que la actividad basal. A temperatura ambiente la actividad de esta enzima disminuye en forma importante en una semana. Palabras clave: colinesterasa plasmática, colinesterasa eritrocítica, plaguicidas, organofosforados, carbamatos, toxicología

Atividade colinesterásica em tireóide de ratos: resposta a uma sobrecarga de iodo / Cholinesterase activity in thyroid of rats: response the a iodine overload

A utilização do iodo antes de cirurgias de tireóide visa a redução do fluxo sanguíneo para a glândula e melhora da hemostasia. Para tentar elucidar o mecanismo pelo qual a vasoconstricção se instala, foi determinada a atividade colinesterásica em tireóides de ratos Wistar machos (240-250g de peso corporal), submetidos a uma sobrecarga oral de iodo pela oferta de solução aquosa de iodato de potássio (KIO 3 3µg/ml) como água de beber, por 3 e 7 dias; o grupo controle recebeu água durante o mesmo período. Ao final do tratamento os animais foram sacrificados e suas tireóides retiradas, limpas e pesadas; o rim direito e o lobo direito do fígado foram usados como controles da atividade colinesterásica. Foram preparados homogeneizados em tampão fosfato (pH=8,0), contendo 0,32M de sacarose, na concentração de 40mg de tecido/ml. Os ratos que receberam KIO 3 por 7 dias tiveram diminuição no peso da tireóide quando comparados aos controles (p<0,05), o mesmo não acontecendo aos 3 dias de tratamento. Aos 3 dias de tratamento, a atividade colinesterásica tireóidea foi de 5,38ñ0,36 nmol/min.mg para o grupo controle (n=12) e de 5,43ñ0,98 nmol/min.mg para o grupo tratado (n=11) (NS); valores bastante similares foram também encontrados com o tratamento de 7 dias (controles: 5,42ñ0,27 nmol/min.mg [n=8] e tratados: 5,63ñ0,88 nmol/min.mg [n=8]; NS). Nossos resultados sugerem que, a despeito da vasoconstricção, não há alteração da atividade colinesterásica na tireóide em resposta a sobrecarga oral de iodo.

Light and electron micrsocopic study of cholinesterase activity in the Meissner and lamellated corpuscles of rats

Non-specific cholinesterase (ChE) activity was demonstrated in the Meissner and lamellated corpuscles of rats, through light and transmission electron microscopy observations. A intense cholinesterase activity was noted in the sensory nerve endings. reaction products were present in the interlamellar spaces between neighbouring lamellae and some in caveolae of the lamella cell plasma membrane. No reaction products were observed within the axon terminals. Since the lamellaeof the sensory corpuscles contain an intense ChE activity, it was suggested that the enzyme would have a role in the function of the mechanoreceptors.

Cholinesterase activity in the chondrocranium of normal and exencephalic mouse fetus with trisomy 12.

Cholinesterase (ChE) activity in the chondrocranium of normal and exencephalic trisomy 12 mouse fetuses was studied. Non-specific cholinesterase activity was found strongly in the developing bone cells at the central zone and weakly in the more maturely developed bone cells at the peripheral zone of the chondrocranium of both normal and exencephalic trisomy 12 mouse fetuses. In exencephalic mouse fetuses, the ChE-activity was lesser than in the normal ones which corresponded to hypoplastic chondrocranium. The centrifugal direction of the maturity of individual bone cells could be demonstrated by the activity of cholinesterase. The young bone cells showed strong ChE-activity while the more matured cells showed weak ChE-activity. The enzyme activity disappeared when the definite tissue structure was well developed. From this study, it may be concluded that ChE plays a role in chondrocranium development which is different from its known function in the adult tissue.

Aspectos biotecnológicos en larvas de "loco" / Biotechnological aspects in \"locus\" larvae

The biology of planktotrophic larvae of Concholepas concholepas is the main bottleneck towards developing biotechnologies to rear this muricid. Data concerning planktonic larvae development, diets and environmental signals triggering larval settlement and recuitment is scarce. We have begun the study of the molecular and cell biology of embryos, larvae and recruits having as a final goal, the development of appropriate biotechnologies to rear this gastropod. First, an inverse ratio between BuChE and AChE enzyme activities was established. This ratio may be a precise development marker for this species. Second, for the first time a phosphoinositide rlated regulatory pathway is reported in a muricid, opening a new approach to the biotechnological management of larvae. Third, the relation between sulfate in sea water and larval motility was studied. Concentration below 125 µM sulfate decreases larval motility. The sulfate is incorporated in proteoglycans which participate in different developmental phenomena. Lastly, a genomic Concholepas concholepas DNA sequence, similar to that of a human growth hormone probe was detected. This is very interesting since growth factors are key molecules during development, growth and are involved in food conversion rares in fishes and also, a in variety of marine invertebrates

Distribution of neurotoxic esterase in certain brain regions of laboratory animals.

Certain organophosphorous compounds caused the inhibition of 'neurotoxic esterase' present in central nervous system. The role of this enzyme is different from that of cholinesterase. The level of neurotoxic esterase in brain, corpus striatum and spinal cord of rats, mice, guineapigs and hens was measured. Maximum level of the enzyme was found in hens, followed by guineapigs, rats and mice in the order. The concentration of the enzyme was higher in corpus striatum greater than whole brain greater than spinal cord. The determination of the normal level of neurotoxic esterase may be useful in monitoring the exposure to organophosphorous compounds.

Estudo histoquímico da inervaçäo do orgäo pineal de Crypturellus parvirostris (aves: tinamiformes) / Histochemical study of the innervation of pineal organ in Crypturellus parvirostris (aves: tinamiformes)

Estudou-se histoquimicamente a inervaçäo do órgäo pineal de Crypturellus parvirostris, utilizando-se a técnica da fluorescência induzida pelo ácido glioxílico para a inervaçäo adrenérgica e a técnica de Karnovsky e Roots, tendo como inhibidores ISO-OMPA e BW284C51 para demonstraçäo de colinesterases. Observou-se que a pineal destas aves possui uma inervaçäo adrenérgica bem desenvolvida e uma inervaçäo acetilcolinesterase positiva menos abundante. Através da simpatectomia química promovida pela 6-hidroxidopamina demonstrou-se que maioria da fibras acetilcolinesterase positivas säo fibras adrenérgicas. Existe entretanto um pequeno componente de fibras acetilcolinesterase positivas que näo säo destruídas pela simpatectomia química. Estas fibras juntamente com neurônios ganglionares acetilcolinesterase positivo na cápsula da pineal, com toda probabilidade, säo de natureza parassimpática

Cholinesterase activity of lamellated sensory corpuscles in the rat lip

A atividade de colinesterase inespecífica foi demonstrada em corpúsculos lamelares sensitivos do lábio de ratos através da microscopia óptica e eletrônica de transmissäo, utilizando o método de Karnovsky & Roots. A atividade colinesterásica estava presente no espaço interlamelar entre lamelas sucessivas, bem como no espaço entre o axônio terminal e a lamela adjacente. Produtos de reaçäo da atividade colinesterásica eram bem evidentes em algumas cavéolas da membrana plasmática da célula lamelar e em cisternas do retículo endoplasmático granular, bem como na membrana nuclear. Produtos inespecíficos de reaçäo foram detectados dentro do axônio terminal. Esses dados mostram que os corpúsculos lamelares do lábio de ratos, como outros mecanorreceptores, apresentam intensa atividade colinesterásica, a qual é associada principalmente com as células lamelares. Pode-se dizer que a histoquímica de colinesterase é útil para detectar os mecanorreceptores. A significância funcional da colinesterase em mecanorreceptores é discutida