Ο Κρόκος είναι πολυετές, βολβώδες φυτό, το οποίο ανήκει στην οικογένεια των ιριδοειδών και ευδοκιμεί στην νότια Ευρώπη και την νοτιοδυτική Ασία. Πιο συγκεκριμένα, στην Ελλάδα φύονται 23 είδη από τα οποία τα 10 είναι ενδημικά, πέντε εκ των οποίων εντοπίζονται στην Πελοπόννησο και ένα στην Κρήτη, όπου φύονται συνολικά 5 είδη. Το κυριότερο και περισσότερο μελετημένο είδος είναι ο Crocus sativus Linnaeus, που καλλιεργείται στην περιοχή της Κοζάνης. Τα αποξηραμένα υπέργεια τμήματα των στύλων, εκτός από τις αρτυματικές και χρωστικές τους ιδιότητες, αποτελούν επίσης σημαντική φαρμακευτική δρόγη. Διαθέτουν μεγάλη περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο για το οποίο η βιβλιογραφία είναι ιδιαίτερα εκτενής, με την σαφρανάλη να ανιχνεύεται ως το επικρατέστερο συστατικό. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η παραλαβή των αιθερίων ελαίων από στύλους τεσσάρων διαφορετικών ειδών του γένους Crocus, C.sativus L. (καλλιεργούμενο είδος της Κοζάνης), C.cartwrightianus Herbert, C.oreocreticus Burtt, C.laevigatus Bory & Chaub (αυτοφυή είδη της Κρήτης) και η ανάλυση αυτών, με απώτερο στόχο τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό των συστατικών τους, καθώς επίσης την μεταξύ τους σύγκριση. Για την απομόνωση των αιθερίων ελαίων χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της εκχύλισης σε λουτρό υπερήχων (USE) για 10 λεπτά επί 5 φορές, με σύστημα διαλυτών νερό – διαιθυλαιθέρα και αναλογία δρόγης προς διαλύτη 200mg/10mL. Ακολούθησαν διαδοχικές εκχυλίσεις στην διαχωριστική χοάνη για την απομόνωση της οργανικής φάσης, η οποία έπειτα ξηράνθηκε και συμπυκνώθηκε με αέριο άζωτο μέχρι τελικού όγκου 5mL. Η ανάλυση των αιθερίων ελαίων πραγματοποιήθηκε με χρήση αέριας χρωματογραφίας – φασματομετρίας μάζας (Gas Chromatography - Mass Spectrometry, GC – MS) [στήλη: HP – 5MS capillary column (30m x 0,25mm, 0,25μm), φέρον αέριο: He] και με την βοήθεια των λογισμικών Msdchem και MestReNova v.6.0.2 – 5475, ενώ η αναλυτική μεθοδολογία ανευρίσκεται στην βιβλιογραφία [Kanakis et al. 2004]. Ο ποιοτικός προσδιορισμός των συστατικών πραγματοποιήθηκε με βάση το πρόγραμμα Nist MS Search v.2.0, τον δείκτη κατακράτησης (Kovats Index), την χρήση εξωτερικών προτύπων και την βιβλιογραφία. Για την ποσοτικοποίηση των συστατικών χρησιμοποιήθηκαν εξωτερικά πρότυπα υψηλής καθαρότητας, συγκεκριμένα η σαφρανάλη (>88%), η ισοφορόνη (97%) και η β–ιονόνη (>98%), ενώ το βουτυλιωμένο υδροξυτολουόλιο (ΒΗΤ, >99% καθαρότητα) αποτέλεσε το εσωτερικό πρότυπο. Η ανάλυση των αιθερίων ελαίων των ειδών C.sativus, C.cartwrightianus, C.οreocreticus και C.laevigatus οδήγησε στην ανίχνευση συνολικά 26, 15, 17 και 17 συστατικών αντιστοίχως. Στο είδος C.sativus η σαφρανάλη αποτελεί το κυριότερο συστατικό, ενώ επίσης σε σημαντικές ποσότητες εντοπίζονται η 4-υδροξυ-2,6,6-τριμεθυλ-1-κυκλοεξεν-1-καρβοξαλδεΰδη (HTCC) και η ισοφορόνη. Στα είδη C.cartwrightianus και C.oreocreticus επικρατέστερη είναι η HTCC, ενώ η ισοφορόνη εμφανίζεται ως κύριο συστατικό στο είδος C.laevigatus. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα της χρωματογραφικής ανάλυσης από τα τέσσερα είδη Crocus, παρατηρείται μεγάλη ομοιότητα αναφορικά με την ποιοτική τους σύσταση. Ωστόσο, εντοπίζονται λιγότερα συστατικά και σε μικρότερες ποσότητες στα αυτοφυή είδη, συγκριτικά με το είδος C.sativus. Έτσι, στην συγκεκριμένη εργασία, η οποία συμβάλει στην φαρμακογνωστική μελέτη του γένους Crocus, απομονώθηκαν και αναλύθηκαν για πρώτη φορά αιθέρια έλαια taxa διαφορετικών από το ευρέως εξεταζόμενο είδος. Επίσης, στοχεύοντας στην σύγκριση της ποιοτικής σύστασης των υδατικών φάσεων, που είχαν συλλεχθεί κατά την απομόνωση των αιθερίων ελαίων, πραγματοποιήθηκε ανάλυση αυτών με χρήση υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης με ανιχνευτή συστοιχίας φωτοδιόδων (High Performance Liquid Chromatography - Diode Array Detector, HPLC - DAD) [χρωματογραφική στήλη ανάστροφης φάσης: Luna C–18, (250mm x 4,6mm, 5μm)] και με την βοήθεια του λογισμικού Chromeleon v.6.80. Ο διαχωρισμός των συστατικών πραγματοποιήθηκε με χρήση συστήματος βαθμιδωτής έκλουσης με δύο διαλύτες: μεθανόλη/νερό παρουσία παγόμορφου οξικού οξέος 1% ν/ν, σε θερμοκρασία δωματίου με ροή 0,7mL/min και μέτρηση της απορρόφησης στα 250nm, 308nm και 440nm, ενώ η αναλυτική μεθοδολογία είναι προτεινόμενη από τους Tarantilis et al. (1995) και τροποποιημένη από τους Chryssanthi et al. (2007). Ως πρότυπο για τις αναλύσεις χρησιμοποιήθηκε υδραλκοολικό (νερό – μεθανόλη, 1:1) εκχύλισμα (αναλογία δρόγης / διαλύτη: 50mg/3mL) των αποξηραμένων στύλων του C. sativus (τελικής συγκεντρώσεως 1mg/mL). Σύμφωνα με τα ληφθέντα αποτελέσματα, διαπιστώθηκε ότι στα χρωματογραφήματα των 4 ειδών Crocus στα εξεταζόμενα μήκη κύματος παρατηρούνται αρκετές ομοιότητες. Το γεγονός ότι το είδος C.oreocreticus, παρουσιάζει ταυτόσημο αποτύπωμα στα 440nm με το είδος C.cartwrightianus υποδεικνύει ενδεχομένως ότι το πρώτο είναι υποείδος του δεύτερου. Επιπλέον, διερευνήθηκε η αντιμικροβιακή δράση του αιθερίου ελαίου του είδους C.sativus, καθώς επίσης της σαφρανάλης και της ισοφορόνης, οι οποίες αποτελούν κύρια συστατικά των αιθερίων ελαίων όλων των εξεταζόμενων ειδών, έναντι τριών ειδών Gram-(+) βακτηρίων: Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus spp. και τριών ειδών Gram-(-) βακτηρίων: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύχθηκαν καλλιέργειες των Gram-(+) βακτηρίων και Gram-(-) βακτηρίων σε αιματούχο άγαρ και Mac Conkey άγαρ αντιστοίχως, από τις οποίες παρασκευάστηκαν κυτταρικά εναιωρήματα σε φυσιολογικό ορό, τελικής συγκέντρωσης 105 βακτηριακά κύτταρα/mL. Για τον έλεγχο της ευαισθησίας των παθογόνων μικροοργανισμών και τον προσδιορισμό της ελάχιστης ανασταλτικής συγκέντρωσης (MIC) χρησιμοποιήθηκε η μικρομέθοδος των διαδοχικών αραιώσεων σε θρεπτικό ζωμό. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πλάκες μικροτιτλοποίησης 96 βυθισμάτων, όπου το κυτταρικό εναιώρημα (100μL) επωάστηκε για 24 ώρες στους 37οC σε θρεπτικό ζωμό (100μL) διαβαθμιζόμενης συγκέντρωσης (υποδιπλάσιων αραιώσεων) σε αιθέριο έλαιο ή στο αντίστοιχο συστατικό. Ειδικότερα, οι αρχικές συγκεντρώσεις του αιθερίου ελαίου του C. sativus, της σαφρανάλης και της ισοφορόνης ήταν 2mg/mL, 850mg/mL και 894mg/mL αντιστοίχως. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα, το αιθέριο έλαιο δεν προκάλεσε καμία αντιμικροβιακή δράση, γεγονός πιθανώς οφειλόμενο στην χαμηλή αρχική του συγκέντρωση (2mg/mL). Ενώ, η σαφρανάλη και η ισοφορόνη, εμφάνισαν αξιόλογη αντιμικροβιακή δράση έναντι των εξεταζόμενων βακτηρίων. Πιο συγκεκριμένα, αναφορικά με τα Gram-(+) βακτήρια, η MIC της σαφρανάλης προσδιορίστηκε στα 6mg/mL έναντι των Staphylococcus aureus και Staphylococcus epidermidis και στα 13mg/mL έναντι του Enterococcus spp.. Οι αντίστοιχες τιμές MIC της ισοφορόνης είναι 7mg/mL για τα δύο πρώτα και 14mg/mL για το τελευταίο. Ελέγχοντας την ευαισθησία των Gram-(-) βακτηρίων, η MIC της σαφρανάλης προσδιορίστηκε στα 13mg/mL έναντι της Escherichia coli και στα 27mg/mL έναντι των Klebsiella pneumoniae και Proteus mirabilis. Αντίστοιχα για την ισοφορόνη οι τιμές MIC είναι 14mg/mL για το πρώτο και 28mg/mL για τα δύο τελευταία. / --

Ανάμεσα στα διάφορα είδη του γένους Crocus, ο C. sativus έχει μελετηθεί εκτενώς ως προς τη σύσταση και τις βιολογικές ιδιότητες των στύλων του, οι οποίοι αποτελούν το γνωστό άρτυμα (κρόκος ή ζαφορά) το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στη Μεσογειακή, την Ινδική και την Κινέζικη μαγειρική. Ανά τους αιώνες, στον κρόκο έχουν αποδοθεί πολλές θεραπευτικές ιδιότητες. Παρά την ύπαρξη πολλών μελετών, οι οποίες αναφέρουν ότι η κροκετίνη και οι κροκίνες από τον κρόκο έχουν ποικίλες βιολογικές δράσεις, θέματα που αφορούν στον τρόπο χορήγησης του κρόκου καθώς και στην απορρόφηση και στο μεταβολισμό των καροτενοειδών του σε ανθρώπους δεν έχουν ακόμα απαντηθεί. Στην παρούσα μελέτη, ισοκρατική μέθοδος υγρής χρωματογραφίας ανάστροφης φάσης αναπτύχθηκε και επικυρώθηκε για την ανίχνευση κροκετίνης σε πλάσμα. Τα αποτελέσματα έδειξαν υψηλή συγκέντρωση της κροκετίνης μετά από 2 ώρες (1.24 -3.67 μΜ) και παρουσία της ακόμα και στις 24 ώρες (0.10-0.24). Ενδιαφέρον προκαλεί η παρουσία του cis-ισομερούς σε ποσοστά 25 με 50%, προτείνοντας in vivo ισομερείωση. Με χρήση υγρής χρωματογραφίας (HPLC) και UV/vis φασματοσκοπίας δείχνουμε για πρώτη φορά την παρουσία υδρόφιλων καροτενοειδών στους στύλους τριών ενδημικών ειδών Crocus: C. boryi ssp. tournefortii, C. boryi ssp. boryi και C. niveus και ότι στα ενδημικά είδη η αλκαλική υδρόλυση οδηγεί σε ένα άγλυκο trans-καροτενοειδές. Με σκοπό την περαιτέρω έρευνα ως προς την επίδραση των μεθανολικών εκχυλισμάτων αλλά και συστατικών του saffron στον πολλαπλασιασμό καρκινικών κυττάρων του μαστού, εφόσον ο καρκίνος του μαστού αποτελεί κύρια αιτία θανάτου σε γυναίκες, χρησιμοποιήσαμε τις κυτταρικές σειρές MCF-7 και MDA-MB-231 ενώ μετρήθηκε και η επίδραση στην διηθητικότητα της κυτταρικής σειράς MDA-MB-231. Μετά από επώαση 24 ωρών, η κροκετίνη ανέστειλε σημαντικά όχι μόνο τον πολλαπλασιασμό αλλά επίσης την διήθηση, στις συγκεντρώσεις 1 και 10 μM. Μελέτες όσον αφορά στις μοριακές αλλαγές στην έκφραση των MMPs και των TIMPs, έδειξαν σημαντική μείωση στη γονιδιακή και πρωτεϊνική έκφραση των MT1-MMP και MT2-MMP και των ζελατινασών. / Among the different species of Crocus, only C. sativus has been extensively studied for the composition and the biological properties of its styles, since these constitute the well-known spice saffron, which is widely used in the Mediterranean, Indian and Chinese diet. Throughout centuries, saffron is attributed with many therapeutic uses. Crocetin is a carotenoid dicarboxylic acid, which in nature is esterified with glucose or gentiobiose units forming the crocins, abundant components of saffron (a spice with many reputed medicinal uses). Although studies have demonstrated that crocetin and crocins from saffron have various biological functions, issues concerning the route and way of saffron administration, the absorption and metabolism of saffron carotenoids in humans have not been answered yet. In the present study, an isocratic reversed-phase liquid chromatographic method was developed and validated for the determination of crocetin in plasma. Samples were pre-treated by solid phase extraction (recoveries >72%) and were chromatographed on a Luna C-18 column (4.6 mm x 250 mm, 5 μm) with a mobile phase consisting of methanol/water/trifluoroacetic acid (75.0/24.5/0.5, % v/v/v) at a flow rate of 1.0 mL min-1. The HPLC method developed resulted in sharp peaks at 10.7 (trans-crocetin) and 18.6 min (cis-crocetin), whereas the calibration curve of total crocetin in plasma displayed a good linearity for concentrations of 0.020 to 20 μΜ (R2=0.999). Specificity, precision, accuracy and stability were also studied with spiked plasma samples and were acceptable. The developed method was applied to the determination of crocetin levels in plasma of four healthy human volunteers before and after consumption of one cup of saffron infusion (200 mg of saffron in water 80°C for 5 min). Results showed that the concentration of crocetin was high after 2h (1.24 -3.67 μΜ) and still determined after 24 h (0.10-0.24). Interestingly, the percentage of the cis-isomer ranges from 25 to 50%, suggesting in vivo isomerization. With high performance liquid chromatography (HPLC) and UV/vis spectroscopy we show for the first time, the presence of hydrophilic carotenoids in the styles of three other Crocus taxa, endemic in Greece: C. boryi ssp. tournefortii, C. boryi ssp. boryi and C. niveus. In order to investigate the effect of the methanolic extracts and the constituents of saffron on breast cancer cell proliferation, since breast cancer is a major cause of death among women, we used the cell lines MCF-7 and MDA-MB-231 cells. Incubation for 24 and 48 h showed an inhibitory effect on cell proliferation. Studies on the effect of constituents of C. sativus styles showed that the antiproliferative effect is mainly attributed to crocetin. In order to further study the effect of crocetin, the active metabolite of crocins, on breast cancer cells, we used the highly invasive MDA-MB-231 cells and measured the viability with the WST-1 assay and the invasiveness through a reconstituted basement membrane. After 24 h incubation, crocetin inhibited not only proliferation but also invasion significantly at the physiological relevant concentrations of 1 and 10 μM. Studies in the molecular changes of expression of MMPs and their endogenous inhibitors (TIMPs), were performed following reversed transcription and polymerase chain reaction, whereas protein expression and gelatinolytic activity were determined with Western blotting and zymography. The gene and protein expression of MT1-MMP and MT2-MMP were greatly attenuated by both crocetin and all-trans-retinoic acid (ATRA, used as control). Incubation with 10 μM crocetin for 24 h in serum free conditions reduced pro-MMP-9 levels, whereas when cultured in media with sera 2 and 5%, it also reduced gelatinase protein expression. Crocetin and ATRA also upregulate TIMP-1 and TIMP-3 mRNA expression and downregulate TIMP-2 expression.

Le pergélisol est une composante majeure du système climatique terrestre. Avec le réchauffement du climat, la dégel du pergélisol profite à l'activité biochimique qui décompose davantage de matière organique dans les sols arctiques et la rejette dans l'atmosphère sous forme de gaz à effet de serre (CO2, CH4). Ce phénomène pourrait constituer une rétroaction climatique positive majeure. Prédire ces effets nécessite d'étudier l'évolution du régime thermique du pergélisol ainsi que des facteurs qui l'influencent. Le manteau neigeux, de par son pouvoir isolant, contrôle les échanges de chaleur entre le sol et l'atmosphère une grande partie de l'année. Le flux de chaleur à travers la neige dépend de la hauteur du manteau neigeux et de la conductivité thermique des couches de neige qui le constituent. Ces deux variables sont elles-même très dépendantes des conditions climatiques et de la présence de végétation. Nous réalisons ici le suivi des propriétés de la neige et du sol d'un site haut arctique de toundra herbacée (Île Bylot, 73N), et d'un site bas arctique à la frontière de la toundra arbustive et forestière (Umiujaq, 56N). Nous utilisons les données issues de stations de mesure automatiques complétées par des mesures manuelles. Une attention particulière est portée sur la conductivité thermique de la neige, car peu de données sont disponibles pour les régions arctiques. Le modèle numérique couplé ISBA-Crocus est ensuite utilisé pour simuler les propriétés de la neige et du sol des deux sites étudiés. Les résultats sont comparés aux mesures de terrain afin d'évaluer la capacité du modèle à simuler le régime thermique des sols arctiques.Nous avons pu caractériser les interactions atmosphère-neige-végétation qui façonnent la structure des manteaux neigeux arctiques. Le vent et la redistribution de neige qu'il induit sont des paramètres fondamentaux qui déterminent la hauteur et la conductivité thermique de la neige. Un couvert végétal haut et dense (arbustes, arbres) piège la neige soufflée et l'abrite du tassement éolien. De plus, la structure ligneuse des massifs arbustifs soutient la masse de neige et empêche son tassement. Cet abri procure à la neige une capacité d'isolation élevée qui retarde le gel du sol dès les premières accumulations. Le refroidissement atmosphérique se poursuivant, le manteau neigeux peu épais est soumis à un gradient thermique élevé qui provoque d'importants transferts de vapeur d'eau depuis le sol et les couches de neige basales, vers les couches supérieures et l'atmosphère. La croissance de givre de profondeur qui s'opère, favorisée à la fois par le gradient thermique élevé et la faible densité de la neige, aboutit à la formation de couches très isolantes en contact avec la surface du sol. Tant que le sol demeure relativement chaud, la croissance de givre de profondeur perdure. Finalement, des épisodes de fonte peuvent avoir lieu en automne durant la mise en place du manteau neigeux dans les régions arctiques. Le regel de la neige peut rapidement annuler ou même temporairement inverser l'effet isolant des interactions neige-végétation. Une surface de neige gelée ne subit pas l'effet du vent et empêche sa redistribution. La formation de croûtes de regel à forte conductivité thermique accélère le refroidissement du sol. Le manteau neigeux affecté par la fonte au début de l'hiver a donc une capacité d'isolation diminuée qui pourrait entraver le réchauffement des sols arctiques. Nos résultats de simulation montrent que ces différents effets ne sont pas correctement représentés dans les modèles de neige. Les erreurs dans les conductivités thermiques de la neige simulées sont particulièrement problématiques puisqu'elles interviennent lors de la période de gel du sol. Étant donné l'étendue des régions affectées par le pergélisol, ces erreurs sur la modélisation de la neige arctique pourraient significativement affecter les simulations climatiques et les projections de la hausse des températures globales. / Permafrost is a major component of the Earth climatic system. Global warming provokes the degradation of permafrost which favors biogeochemical activity in Arctic soils. The decomposition of organic matter increases and results in the release of high amounts of greenhouse gases (CO2 and CH4) to the atmosphere. By amplifying the greenhouse effect induced by human activities, this phenomenon may constitute one of the strongest positive feedbacks on global warming. Predicting these effects requires to study the evolution of the permafrost thermal regime and the factors governing it. The snowpack, because of its insulating effect, modulates the heat fluxes between permafrost and atmosphere most of the year. The snow insulating capacity depends on snow height and thermal conductivity. These two variables are highly dependent on climatic conditions and on the presence of vegetation. Here we monitor the snow and soil physical properties at a high Arctic site typical of herbaceous tundra (Bylot Island, 73°N), and at a low Arctic site situated at the limit between shrub and forest tundra (Umiujaq, 56°N). We use data from automatic measurement stations and manual measurements. A special attention is given to the snow thermal conductivity because very few data are available for Arctic regions. Results are interpreted in relation to vegetation type and atmospheric conditions. The numerical coupled model ISBA-Crocus is then used to simulate snow and soil properties at our sites. Results are compared to field data in order to evaluate the model capacity to accurately simulate the permafrost thermal regime.We managed to describe atmosphere-snow-vegetation interactions that shape the structure of Arctic snowpacks. Wind and the snow redistribution it induces are fundamental parameters governing snow height and thermal conductivity. A high vegetation cover (i.e. shrubs and forest) traps blowing snow and shields it from wind compaction. Vegetation growth thus favors the formation of an insulating snowpack which slows down or even prevents soil freezing. Furthermore, the shrubs woody structure supports the snow mass and prevents the resulting compaction of bottom snow layers. Thus sheltered, snow in shrubs develops a high insulating capacity which delays soil freezing. Continued atmospheric cooling increases the thermal gradient in the snow, maintaining large water vapor transfers from the soil and the snow basal layers to upper layers and atmosphere. The growth of depth hoar, enhanced by the large thermal gradient and the low snow density, results in the formation of highly insulating snow layers thus constituting a positive feedback loop between soil temperature and snow insulation. As long as the soil stays relatively warm, depth hoar growth persists. Finally, if warm spells occur in autumn, they can trigger the partial melting of the early snowpack which can cancel or temporarily reverse the insulating effect of snow-vegetation interactions. A frozen snow surface prevents snow drifting and its redistribution. The presence of highly conductive refrozen layers facilitates soil cooling and reduces the thermal gradient. An early snowpack affected by melting is thus less insulative which could hamper Arctic soil warming. Simulation results show that these different effects are not correctly represented in snow models. Errors in the estimated snow thermal conductivities are particularly problematic as they highly affect the simulation of soil freezing. Given the area of permafrost-affected regions, these errors on Arctic snow modelling could significantly impact climate simulations and the global warming projections.

Το γένος Crocus ανήκει στην οικογένεια Iridaceae και περιλαμβάνει 84 είδη, τα οποία εξαπλώνονται από τη ΝΔ. Ευρώπη έως την Τουρκία και τη ΝΔ. Ασία. Στην Ελλάδα είναι γνωστά 23 αυτοφυή είδη, τα οποία περιλαμβάνουν 34 taxa, από τα οποία 17 taxa είναι ενδημικά της Ελλάδας. Στην Πελοπόννησο φύονται 12 taxa του γένους Crocus, εκ των οποίων τα 5 είναι ενδημικά της Πελοποννήσου. Το C. sativus είναι το πιο γνωστό και περισσότερο μελετημένο είδος του γένους. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν πέντε ελληνικά ενδημικά taxa του γένους Crocus, τα C. biflorus ssp. melantherus, C. boryi ssp. boryi, C. goulimyi, C. laevigatus και C. niveus, ως προς τον καρυότυπό τους και τη μορφομετρία και χημική σύσταση των στύλων τους. Εξετάστηκαν ακόμα οι διαφορές στη μορφομετρία και χημική σύσταση των στύλων μεταξύ του C. sativus και των πέντε ελληνικών ενδημικών taxa καθώς και μεταξύ ίδιων taxa του γένους από διαφορετικές περιοχές. / The genus Crocus L. (Iridaceae) consists of 84 species worldwide, distributed from South-Western Europe through Central Europe to Turkey and South-Western parts of Asia. There are 23 native taxa in Greece and 17 taxa are endemic to it. In Peloponnese there exist 12 taxa and of these 5 are endemic to the region. Among these species, the cultivated C. sativus is the best known and studied. The present study examined five endemic taxa of the genus Crocus in Peloponnese: C. biflorus ssp. melantherus, C. boryi ssp. boryi, C. goulimyi, C. laevigatus and C. niveus. These taxa were examined concerning their cytology and the morphometry and chemical composition of their style. Moreover through this study was investigated the differences in morphometry and chemical composition of the styles between C. sativus and the five endemic taxa and among the same taxa from different regions.

La situation en Antarctique est complexe. Continent peu connu et isolégéographiquement,les processus qui contrôlent son bilan de masse et son bilan d'énergie sont encore mal compris. Dans ce contexte, l'étude de la température de surface connaît un intérêt grandissant de la part de la communauté scientifique. En effet, en contrôlant fortement la température de la neige jusqu'à des dizaines, voire des centaines, de mètres sous la surface, la température de surface influence l'état thermique de la calotte du plateau antarctique, sa dynamique et, par conséquent, son bilan de masse. De plus, en agissant sur les émissions de flux thermiques infrarouges et sur les flux turbulents de chaleurs sensibles et latents, la température de surface est directement liée au bilan énergétique de surface du plateau antarctique. L'analyse de la température de surface et l'étude des processus physiques à l'origine de sa variabilité participent à l'amélioration de la compréhension du bilan énergétique de surface, étape nécessaire pour déterminer l'état actuel de sa calotte et faire des prévisions sur sa potentielle contribution à l'élévation du niveau des mers. Ce travail de thèse participe à cet effort en s'intéressant au cycle diurne de la température de surface et aux différents facteurs contribuant à sa variabilité spatiale et temporelle sur le plateau antarctique. Il débute par une évaluation de différentes données entre 2000 et 2012 montrant le bon potentiel de la température de surface MODIS qui peut dès lors être utilisée comme donnée de référence pour l'évaluation des modèles et réanalyses. Un biais chaud systématique de 3 à 6°C dans la réanalyse ERA-interim de la température de surface est ainsi mis en évidence sur le plateau antarctique. L'observation du cycle diurne de la température de surface a, quant à elle, permis d'identifier la densité superficielle parmi ses facteurs de variabilité. Sur les premiers centimètres du manteau neigeux où se concentrent la majorité des échanges de masse et d'énergie entre l'atmosphère et la calotte antarctique, la densité de la neige est une donnée cruciale car elle agit sur l'absorption du rayonnement solaire dans le manteau neigeux mais également sur la conductivité thermique du manteau et donc sur la propagation de la chaleur entre la surface et les couches en profondeur. La densité superficielle de la neige présente cependant de nombreuses incertitudes sur sa variabilité spatio-temporelle et sur les processus qui la contrôlent. De plus, ne pouvant être mesurées qu'in situ, les données de densité superficielle en Antarctique sont restreintes géographiquement. Cette thèse explore une nouvelle application de la température de surface consistant à estimer la densité superficielle de la neige via une méthode d'inversion de simulations numériques. Une carte de la densité superficielle en Antarctique a ainsi pu être produite en minimisant l'erreur de simulation sur l'amplitude diurne. / The antarctic ice sheet is a key element in the climate system and an archive of past climate variations. However, given the scarcity of observations due to the geographical remoteness of Antarctica and its harsh conditions, little is known about the processes that control its mass balance and energy. In this context, several studies focus on the surface temperature which controls the snow temperature up to tens, if not hundreds, of meters beneath the surface. It also influences the thermal state of the antarctic ice sheet, its dynamics, and thus, its mass balance. Surface temperature is also directly linked to the surface energy balance through its impact on thermal and surface turbulent heat flux emissions. Thus, surface temperature analysis and the study of physical processes that control surface temperature variability contribute to the better understanding of the surface energy balance, which is a necessary step to identify the actual state of the antarctic ice sheet and forecast its impact on sea level rise. This thesis work contributes to this effort by focusing on the surface temperature diurnal cycle and various factors impacting spatial and temporal surface temperature variability on the Antarctic Plateau. First, an evaluation of MODIS data, done by comparison with in situ measurements, shows MODIS great potential in the observation of the surface temperature of the Antarctic Plateau under clear-sky conditions. Hourly MODIS surface temperature data from 2000 to 2011 were then used to evaluate the accuracy of snow surface temperature in the ERA-Interim reanalysis and the temperature produced by a stand-alone simulation with the Crocus snowpack model using ERA-Interim forcing. It reveals that ERA-Interim has a widespread warm bias on the Antarctic Plateau ranging from +3 to +6°C depending on the location. Afterwards, observations of the surface temperature diurnal cycle allow an identification of the surface density as a factor of surface temperature variability. On the topmost centimeters of the snowpack where most mass and energy exchanges between the surface and atmosphere happen, density is critical for the energy budget because it impacts both the effective thermal conductivity and the penetration depth of light. However, there are considerable uncertainties around surface density spatio-temporal variability and the processes that control it. Besides, since surface density can only be measured in situ, surface density measurements in Antarctica are restricted to limited geographical areas. Thus, this thesis also explores a new application of surface temperature by estimating surface density in Antarctica based on the monotonic relation between surface density and surface temperature diurnal amplitude. A map of surface density is obtained by minimising the simulation error related to diurnal amplitude of the surface temperature.

Saffron crocus (Crocus sativus) is a male-sterile, triploid flower crop, and source of the spice and colorant saffron. For over three millennia, it was cultivated across the Mediterranean, including ancient Greece, Persia, and other cultures, later spreading all over the world. Despite saffron crocus’ early omnipresence, its origin has been the matter of a century-old debate, in terms of area and time as well as parental species contribution. While remnants of the ancient arts, crafts, and texts still provide hints on its origin, modern genetics has the potential to efficiently follow these leads, thus shedding light on new possible lines of descent. In this review, we follow ancient arts and recent genetics to trace the evolutionary origin of saffron crocus. We focus on the place and time of saffron domestication and cultivation, and address its presumed autopolyploid origin involving cytotypes of wild Crocus cartwrightianus. Both ancient arts from Greece, Iran, and Mesopotamia as well as recent cytogenetic and comparative next-generation sequencing approaches point to saffron’s emergence and domestication in ancient Greece, showing how both disciplines converge in tracing its origin.

Les stations de ski du Nord-Est américain utilisent largement des systèmes de fabrication de neige afin d’être moins dépendantes des conditions atmosphériques. Les changements climatiques anticipés dans les années à venir risquent de rendre encore plus essentielle la présence de systèmes de fabrication de neige pour ces stations. La production de neige fabriquée génère toutefois des coûts supplémentaires substantiels, tant au niveau de l’achat d’équipement que de sa mise en marche. La station de ski Bromont, qui investit beaucoup dans le développement de son système de production de neige fabriquée, désire optimiser les performances de ce dernier. En collaboration avec l’Université de Sherbrooke, la station de ski Bromont a participé à une étude de son système de fabrication de neige et d’entretien de ses pistes. Divisée en deux volets, l’étude a consisté à évaluer l’efficacité des canons à neige en fonction de la température et du taux d’humidité de l’air. Le modèle numérique de neige 1D Crocus a ensuite été adapté et utilisé pour modéliser une section de piste et évaluer l’impact des approches de fabrication de neige et d’entretien des pistes sur l’épaisseur et l’état du couvert de neige (dureté et densité des couches de neige). Le modèle a également été utilisé pour évaluer l’impact des changements climatiques anticipés pour 2030 et 2050. En utilisant un système d’analyse multicritère des résultats, les modélisations ont permis de déterminer que l’utilisation de deux périodes de fabrication, une tôt en début de saison puis une à partir du mois de janvier, était optimale. Des paramètres idéaux de fabrication ont aussi été déterminés, soit des températures seuil de fabrication de -4 et -5°C avec des hauteurs seuil de neige de 0.5 et 0.7 m pour la 1re période de fabrication et une température seuil de -8°C avec une hauteur seuil de 1.2 m pour la 2e période. Le modèle « degré-heure totale (degHtot)» pour déterminer la date de début de fabrication au début de la saison a également été retenu. Pour ce qui est de l’impact des changements climatiques anticipés, celui-ci se traduit par un raccourcissement de la saison ainsi qu’une augmentation du temps de fabrication nécessaire pour l’enneigement des pistes. Par rapport aux années de références centrées autour de l’an 2010, lorsque la hauteur du couvert de neige à atteindre a été fixée à 1.2 m., une augmentation du temps d’enneigement de 32 à 39% a été évaluée pour l’horizon 2030 et de 28 à 38% pour l’horizon 2050. Considérant cette même hauteur du couvert de neige à atteindre, la durée possible de la saison diminuerait de 5 à 8%, soit en moyenne une diminution de 7 à 9 jours pour l’horizon 2030 et de 7 à 9% pour l’horizon 2050, soit une diminution moyenne de la saison variant entre 10 et 13 jours par rapport aux années de référence.

Dans ce travail, nous avons adapté et mis en oeuvre le modèle de neige CROCUS pour le calcul et la reconstruction du bilan de masse des glaciers alpins. Le bilan de masse est calculé au pas horaire à partir des données de température, vitesse du vent, humidité, précipitations, rayonnement infra-rouge, rayonnement solaire direct et diffus et nébulosité. Il est spatialisé sur l'ensemble de la surface du glacier avec un pas horizontal de 200 m. Les données météorologiques pour la validation du modèle proviennent du modèle SAFRAN. La glace de glacier a été introduite dans CROCUS (albédo, rugosité), et la chaîne SAFRAN/CROCUS a été validée à partir de mesures de terrain et de reconstructions photogrammétriques du bilan de masse de surface et d'images satellite de la ligne de neige. Le bilan de masse pour la période 1981-2004 est reconstruit pour les glaciers de St Sorlin et d'Argentière, en bon accord avec les données disponibles.<br /><br />Le modèle permet de tester la sensibilité du bilan de masse des glaciers aux paramètres météorologiques. Pour des amplitudes de variations des paramètres météorologiques compatibles avec un changement climatique réaliste (prévisions climatiques de type IPCC), la température se révèle le paramètre dominant, et la sensibilité de l'altitude de la ligne d'équilibre est de 125 m.K-1, ou même 160 m.K-1 si la variation concomitante du rayonnement infra-rouge est prise en compte. L'impact de la variabilité des paramètres et des combinaisons de paramètres entre eux n'est pas négligeable par rapport à l'impact d'un changement de la moyenne météorologique (tendance).<br /><br />Des simulations longues de bilan de masse ont été effectuées sur la période 1800-2165, en utilisant des résultats de simulations climatiques réalisées par plusieurs modèles de circulation générale dans le cadre de l'IPCC AR4. D'après le modèle, le glacier de St Sorlin devrait disparaître avant 2100.

Στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση αρχικά του σεληνιώδους νατρίου και κατόπιν του εκχυλίσματος των στύλων του Crocus sativus στον καταρράκτη, καθώς και σε βιοχημικές παραμέτρους του φακού, του ήπατος και διαφορετικών εγκεφαλικών περιοχών νεογνών επίμυων. Συγκεκριμένα, προσδιορίστηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα και η συγκέντρωση του περιεχόμενου ασκορβικού οξέος του φακού, του ήπατος, του εγκεφαλικού φλοιού και της παρεγκεφαλίδας, ενώ μελετήθηκε και η υπεροξείδωση λιπιδίων των παραπάνω περιοχών. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε και συγκριτική μελέτη των εγκεφαλικών περιοχών των επίμυων-μαρτύρων ως προς την αντιοξειδωτική τους ισχύ και την απόκρισή τους στο οξειδωτικό στρες. / Impact of Crocus sativus stigmas' extract in selenite-induced rats.

Ο Kρόκος ο ήμερος (Crocus sativus Linneaus) ή ζαφορά ή σαφράνι, είναι ένα από τα σπάνια φαρμακευτικά, αρτυματικά και με μεγάλη χρωστική ικανότητα φυτά, που απαντάται από πολύ παλιά στην Ελλάδα. H δρόγη του Crocus sativus L. (saffron) είναι το υπέργειο μέρος του στύλου το οποίο έχει έντονη χρωστική ικανότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βαφική ύλη, αποτελεί σημαντικό άρτυμα και έχει φαρμακευτική δράση με νευροπροστατευτικές, αντινεοπλασματικές και αντιλιπιδαιμικές ιδιότητες. Το φυτό Crocus sativus L. (οικογένεια Iridaceae) σήμερα καλλιεργείται σε πολλές περιοχές του κόσμου όπως στην Ινδία, στο Ιράν, στην Κίνα στην Ισπανία, στην Ελλάδα κ.α Εδώ και περίπου 300 χρόνια ο Κρόκος Κοζάνης καλλιεργείται και αναπτύσσεται αποκλειστικά στο Νομό Κοζάνης και κατατάσσεται στην πρώτη κατηγορία κρόκου βιολογικής καλλιέργειας στον κόσμο. Η υψηλή τιμή της δρόγης ευνοεί τη νοθεία της με προσθήκη άλλων ειδών του γένους και με ίνες από κολλώδιο και ζελατίνη που έχουν διασκευασθεί και χρωματισθεί. Η νοθεία του κρόκου απασχόλησε και εξακολουθεί να απασχολεί σοβαρά το εμπόριο αυτού του προϊόντος. Έχει αναφερθεί ότι το 30 % του εμπορικού saffron δεν πληρεί τις προδιαγραφές ποιότητας κάνοντας επιτακτική την ανάγκη μιας αξιόπιστης αναλυτικής μεθοδολογίας για τον ποιοτικό έλεγχο των δειγμάτων του saffron. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η ανάπτυξη αναλυτικής μεθοδολογίας για τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση μερικών βιοδραστικών συστατικών του Crocus sativus L. (κροκίνες και πικροκροκίνη) των στύλων του Crocus sativus L. με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης με ανιχνευτή υπεριώδους-ορατού συστοιχίας φωτοδιόδων (Ηigh Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detector, HPLC-DAD). Η αναπτυχθείσα αναλυτική μεθοδολογία περιελάμβανε τρία κύρια στάδια: 1. Προκατεργασία των δειγμάτων του Crocus sativus L. πριν την ανάλυση. 2. Κατασκευή καμπύλης βαθμονόμησης με τη μέθοδο του εσωτερικού προτύπου (IS). 3. Επικύρωση της μεθόδου ( Method Validation) και συγκεκριμένα την εκτίμηση της γραμμικότητας (linearity), της ακρίβειας (precision), της ορθότητας (accuracy)και των ορίων ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης (Limit Of Detection/Quantitation, LOD/LOQ). Η μεθοδολογία HPLC-DAD που αναπτύχθηκε επιτρέπει την αξιόπιστη ποσοτικοποίηση των υπό μελέτη βιοδραστικών συστατικών σε δείγματα saffron. Η μέθοδος παρουσίασε καλή ευαισθησία, ακρίβεια, ορθότητα και γραμμικότητα για ευρεία δυναμική περιοχή καθώς και μικρό χρόνο ανάλυσης (περίπου 30 min) συγκρινόμενη με παλιότερες δημοσιευμένες μεθόδους. Από την εφαρμογή της μεθόδου για την μέτρηση δειγμάτων saffron συμπεράθηκε ότι οι ελληνικοί στύλοι του εμπορικού saffron (Cooperative De Safran, Kozani) είναι πλούσιοι στα υπό μελέτη βιοδραστικά συστατικά και περιείχαν μεγαλύτερες ποσότητες αυτών συγκρινόμενοι με εμπορικά saffron από την Ισπανία και την Συρία. Επίσης χρησιμοποιήθηκε για την χαρτογράφηση βιοδραστικών συστατικών των στύλων σε άλλα ενδημικά taxa του γένους Crocus και συνεπώς για την κατηγοροποίηση αυτών σύμφωνα με την χημική τους ανάλυση και σύγκριση τους ως προς το χημικό περιεχόμενο των στύλων τους και των στύλων του καλλιεργούμενου Crocus. Sativus L. Συνεπώς η προτεινόμενη αναλυτική μέθοδος χρησιμοποιήθηκε για χαρτογράφηση και ποσοτικοποίηση των κύριων συστατικών του saffron και είναι ένα ιδανικό αναλυτικό εργαλείο για τον έλεγχο ποιότητας των δειγμάτων του saffron καθώς και για την χαρτογράφηση άλλων ενδημικών taxa του γένους Crocus. / Crocus sativus L., a stemless perennial herb of the Iridaceae family, is cultivated in many areas of the Mediterranean region and South Asia (mainly in Iran, India, Greece, Morocco, Italy and Spain) for its red stigmas (style branches, commonly known as saffron) that are used for culinary purposes (spice, food colorant, and in alcoholic and non-alcoholic beverages) and are important ingredients in Mediterranean, Indian and Chinese diet. From ancient times saffron has been also used as a drug to treat various human health conditions. The worldwide saffron production is facing challenging tasks mainly due to the need for quality control and prevention of adulteration, which is especially important for human health. Chemical analysis of Crocus sativus L. styles has shown the presence of unusually polar carotenoids (crocins) that are mono-, di-, and triglycosydic esters of crocetin, a polyene dicarboxylic acid. Crocins (cis and trans glycosyl esters of crocetin) are the colouring components of saffron. The monoterpene aldehydes picrocrocin and its deglycosylated derivative, safranal formed in saffron during drying and storage by hydrolysis of the picrocrocin, are also important components of saffron, responsible of its bitter flavour and aroma, respectively. Saffron extract or its active constituents, crocetin and crocins, could be useful as a treatment for neurodegenative disorders accompanying memory impairment and it is a protective agent against chromosomal damage, a modulator of lipid peroxidation, and an antioxidant and detoxifying spice. Anticeptive and anti-inflammatory, as well as antiseizure, or reducing blood pressure effects have also been reported in animals. The aforementioned beneficial properties of Crocus sativus has made imperative the development of analytical methodologies for monitoring the quality control and batch adulteration, which is especially essential for human health. The goal of the research work was the development of a liquid chromatography diode array detector (HPLC-DAD) method for the quantification of bioactive substances (crocins and picrocrocin) from saffron samples. A simple, sensitive and specific high performance liquid chromatography (HPLC) has been developed in order to quantify simultaneously six major biologically active ingredients of Crocus sativus L. (saffron) namely trans-crocin-4, trans-crocin-3, trans-crocin-2, cis-crocin-4, cis-crocin-3 and picrocrocin. In addition, other extracts of styles of other Crocus taxa, endemic in Greece were analyzed and characterized using the aforementioned developed methodology. The developed analytical methodology included three main stages: 1. Pretreament of styles of Crocus sativus L. prior to analysis. 2. Construction of calibration curves with the method of internal standard (IS). 3.Method Validation) and particularly estimation of linearity, precision, accuracy and Limits Of Detection/Quantitation, LOD/LOQ). The above chromatographic method demonstrated a high separation capability, high sensitivity, precision, accuracy and short analysis time (less than 30 min), compared to previously published methods. The proposed method could be used for monitoring and quantification of the major saffron components. It is an ideal analytical tool for quality control of saffron batches as well as the screening of styles of other Crocus taxa.