El tracte gastrointestinal de l’individu humà es troba colonitzat per la microbiota intestinal. L’epiteli intestinal actua com a barrera física per impedir que els bacteris accedeixin a òrgans essencials, i representa la superfície on l’hoste pot interaccionar amb el bacteri. Independentment de si el balanç final d’aquesta interacció és positiu o negatiu, la gran pressió selectiva que té lloc en la interfase bacteri-hoste determina que ambdues parts hagin desenvolupat múltiples maneres de comunicar-se. En aquest treball s’han abordat dos aspectes relacionats amb la interacció bacteri-hoste. Per una banda, com a model d’adaptació metabòlica durant l’adhesió d’Escherichia coli a enteròcits, s’ha estudiat la regulació de l’operó lldPRD. Per altra banda, s’ha aprofundit en l’estudi dels mecanismes de secreció de la proteïna multifuncional gliceraldehid-3-fosfat deshidrogenasa (GAPDH) de soques patògenes i probiòtiques com a mecanisme que el bacteri utilitza per interaccionar amb l’hoste. En referència a l’adaptació metabòlica d’E. coli durant l’adhesió, s’ha seleccionat un dels gens sobreexpressats en E. coli enterohemorràgica (EHEC) adherida a membranes plasmàtiques d’eritròcits, el gen lldR (Dahan i col, 2004). lldR codifica la proteïna reguladora de l’operó lldPRD, responsable del metabolisme d’L-lactat en E. coli, però no es tenen evidències experimentals sobre la regulació d’aquest operó. En aquesta tesi s’ha assignat a LldR un paper dual com a activador de la transcripció en presència d’L-lactat en el medi, i com a repressor en absència d’aquest, a través de la formació d’un bucle de DNA format mitjançant la unió d’LldR a dues seqüències operadores. El fet que l’operó lldPRD, estigui sobreexpressat en bacteris adherits podria representar un mecanisme pel qual el bacteri s’adapta a l’augment local de la concentració d’L-lactat a la superfície intestinal, contribuint a l’establiment d’una relació entre l’enterobacteri i l’a cèl·lula hoste. Pel que fa als mecanismes de secreció i interaccions de la GAPDH bacteriana amb l’hoste, prèviament s’havia identificat aquesta proteïna com a secretada per soques patògenes EHEC i EPEC (E. coli enteropatògena) crescudes en determinats medis de cultiu. En el present treball s’ha determinat la participació de dos mecanismes de secreció alternatius, el de tipus injectisoma (T3aSS), actiu en soques patògenes en medi de cultiu eucariota, i un altre mecanisme encara per identificar, actiu en soques patògenes i probiòtiques (E. coli Nissle 1917) en medi de cultiu bacteriològic ric. No es detecta secreció de GAPDH en soques aïllades naturals no patògenes com EcoR26, indicant que la secreció i/o exposició de la proteïna a la superfície representa un avantatge pels bacteris patògens i probiòtics en termes d’adhesió i colonització. Així, s’ha determinat la capacitat d’unió de la GAPDH a fibrinogen i plasminogen. Addicionalment, la GAPDH pot tenir altres funcions en la relació amb l’hoste. En aquest estudi s’ha determinat la capacitat de la GAPDH de ser internalitzada en la cèl·lula eucariota en forma de vesícules. També és possible que la proteïna sigui translocada al citoplasma de la cèl·lula hoste a través del T3SS. En aquest treball, s’ha observat la interacció de GAPDH amb els factors d’elongació de la traducció EF1Bγ i EF1Bα de l’enteròcit. Finalment, en aquest estudi s’ha comprovat la capacitat de la proteïna GAPDH de ser ADP-ribosilada. La GAPDH, però, també té activitat ADPribosiltransferasa, fet que podria determinar la seva participació en la modificació de proteïnes de l’hoste en el cas de ser translocada al citoplasma de la cèl·lula eucariota. En el context de la comunicació o diàleg entre el bacteri i l’hoste colonitzat, els resultats d’aquest treball ajuden a entendre alguns dels mecanismes pels quals les soques d’E. coli patògenes i/o probiòtiques s’adapten a l’entorn intestinal i s’adhereixen a l’epiteli més eficaçment que els bacteris que no presenten aquests mecanismes. / Human gastrointestinal tract is colonized by intestinal microbiota. The intestinal epithelium acts as a physical barrier and represents the area where host-bacteria interaction occurs. The selective pressure in this interface determines that both parties have developed many ways to communicate. In this work we have addressed two aspects of host-bacteria interaction. As a model for metabolic adaptation of Escherichia coli adherence to enterocyte, we have studied the regulation of lldPRD operon. As a mechanism that bacteria use to interact with the host, we have analysed the secretion mechanisms of the multifunctional protein glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) of pathogenic and probiotic strains. lldR encodes the regulator protein of the lldPRD operon, which is responsible for the metabolism of L-lactate in E. coli. We have demonstrated that LldR plays a dual role as an activator of transcription of the operon in the presence of L-lactate, and as a repressor in absence of the inducer through the binding of LldR to two operator sequences and the formation of a DNA loop. The fact that the lldPRD operon is overexpressed in attached bacteria might be a mechanism used by bacteria to adapt to increased local concentration of L-lactate on the intestinal surface. We have determined the participation of two alternative mechanisms in bacterial GAPDH secretion. The T3SS injectisome is active in pathogenic strains growing in eukaryotic culture medium. Another mechanism is active in pathogenic and probiotic strains (E. coli Nissle 1917) growing in rich bacteriological medium. No secretion was detected in natural non-pathogenic isolates, indicating that secretion or exposure of the protein on the surface confers advantages to pathogenic and probiotic bacteria in terms of adhesion and colonization. We have also determined that GAPDH binds fibrinogen and plasminogen. Moreover, we have demonstrated that GAPDH possesses ADPrybosiltranferase activity, which might determine its participation in the modification of host proteins when translocated to the cytoplasm of eukaryotic cells. In the context of host-bacteria communication, these results provide insight into the adaptation mechanisms that allow some pathogenic and/or probiotic E. coli strains to adapt more effectively to the intestinal environment than bacteria lacking these mechanisms.

Hodková, Gabriela - Metabolic Effects Of Hyperthermic Isolated Limb Perfusion (HILP) in Malignant Melanoma Patients First Faculty of Medicine, Charles University in Prague, Praha 2, Kateřinská 32 Head of the work: Doc. MUDr. Michal Semrád, CSc. Supervisor - consultant: MUDr. Miroslav Špaček, Ph. D. The aim of the study is to assess the metabolic consequences of mechanical isolation and hyperthermic cytostatic perfusion in a limb affected by malignant process. The theoretical part refers to a topic of malignant melanoma, its clinical evaluation and treatment. Methods based on conservative and surgical treatment are described. The isolated hyperthermic cytostatic limb perfusion is a consecutive local treatment indicated in cases of recurrent malignant lesions following surgical resection, when next surgery is impossible. In the practical part, the laboratory samples and clinical data were recorded in patients who had undergone hyperthermic cytostatic limb perfusion in the 2nd Surgical Department of The General Teaching Hospital and First Faculty of Medicine, Charles University Prague. The affected limb was flushed with a warm oxygenated blood containing cytostatic drugs using an extracorporeal circuit apparatus. Selected arterial blood gas, metabolic and hematologic parameters were studied intra and...

Das maximale Laktat-steady-state (MLSS) gilt als ein physiologischer Parameter der Ausdauerleistungsfähigkeit. Bereits in den 1980er Jahren entwickelte Mader (1984) auf Basis der Michaelis-Menten-Kinetik eine Berechnungsmethode zur Bestimmung der Leistung im MLSS. Diese Methode setzt die Kenntnis der maximalen Reaktionsgeschwindigkeiten von Glykolyse und Atmung voraus. Die Goldstandard-Methode zur Ermittlung der Leistung im MLSS sind mehrere 30-minütige konstante Dauerbelastungen. Das hauptsächliche Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in dem Vergleich der berechneten mit der empirisch ermittelten Leistung im MLSS. 57 männliche Probanden unterzogen sich zunächst in randomisierter Reihenfolge einem Test zur Bestimmung der maximalen Laktatbildungsrate sowie der maximalen Sauerstoffaufnahme. Im Anschluss absolvierten die Testpersonen mehrere 30 minütige Dauertests zur empirischen Ermittlung der Leistung im MLSS. Die ermittelten Ergebnisse zeigen, dass zwischen beiden Testmethoden eine hochsignifikante Korrelation (r = 0,89; p< 0,001) sowie eine mittlere Differenz von -13 Watt vorliegt. Ausgehend von den ermittelten Ergebnissen kann der Schluss gezogen werden, dass die Leistung im MLSS, ermittelt unter Verwendung der Methode nach Mader (1984) im Mittel mit der empirisch ermittelten Leistung im MLSS sehr gut übereinstimmt. Neben der angeführten Hauptstudie, wurde in der vorliegenden Arbeit weiterhin die Reliabilität und Tag-zu-Tag-Variabilität der Leistung im MLSS, der Einfluss der Testdauer auf die Laktatbildungsrate sowie die Praktikabilität der berechneten Leistung im MLSS in einem Einzelzeitfahren näher untersucht.

In recent years, several studies have linked sodium intake to hypertension, and the consequent mortality risk due to vascular diseases. Several UE member states and the WHO recommend reducing the salt intake level to a maximum of 5 g per day. Salt is a useful ingredient for meat product processing. A reduction of added salt provokes a decrease in the quality of meat products. As a technological strategy, the reduction of the amount of added salt and the addition of potassium lactate, until a 30% molar substitution (taking into account the salt standard amount (30 g/kg)), have been proposed. This substitution could modify the product evolution during its processing. The knowledge of these effects could make the optimization of the process easier. In dry-cured meat products with a reduced salt content, it could be concluded that the proposed strategy reduces the processing period, as well as the anomalous texture risk; it increases the product safety and it does not modify the visual attributes. / Al llarg dels darrers anys, diversos estudis han evidenciat una correlació entre el consum de sal/sodi i la hipertensió arterial, i conseqüent risc de mortalitat degut a malalties vasculars. Diversos països membres de la UE i l’OMS recomanen reduir el consum de sal a 5 grams diaris. La sal és un ingredient essencial en el processat de productes carnis. Una reducció de la quantitat afegida provoca una disminució de la qualitat. Com a estratègia per a no minvar-la, es planteja la reducció de la sal afegida i l’addició de lactat potàssic, fins a un 30% de substitució molar de la quantitat de sal estàndard (30 g/kg); quelcom que pot modificar els paràmetres de procés. El coneixement dels efectes facilitaria l’optimització del processat. En productes carnis crus-curats amb contingut reduït de sal, es conclou que l’estratègia plantejada redueix tant el temps requerit pel processat com el risc d’aparició de textures anòmales; incrementa la seguretat del producte acabat i no modifica els atributs visuals.

Das maximale Laktat-steady-state (MLSS) gilt als ein physiologischer Parameter der Ausdauerleistungsfähigkeit. Bereits in den 1980er Jahren entwickelte Mader (1984) auf Basis der Michaelis-Menten-Kinetik eine Berechnungsmethode zur Bestimmung der Leistung im MLSS. Diese Methode setzt die Kenntnis der maximalen Reaktionsgeschwindigkeiten von Glykolyse und Atmung voraus. Die Goldstandard-Methode zur Ermittlung der Leistung im MLSS sind mehrere 30-minütige konstante Dauerbelastungen. Das hauptsächliche Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in dem Vergleich der berechneten mit der empirisch ermittelten Leistung im MLSS. 57 männliche Probanden unterzogen sich zunächst in randomisierter Reihenfolge einem Test zur Bestimmung der maximalen Laktatbildungsrate sowie der maximalen Sauerstoffaufnahme. Im Anschluss absolvierten die Testpersonen mehrere 30 minütige Dauertests zur empirischen Ermittlung der Leistung im MLSS. Die ermittelten Ergebnisse zeigen, dass zwischen beiden Testmethoden eine hochsignifikante Korrelation (r = 0,89; p< 0,001) sowie eine mittlere Differenz von -13 Watt vorliegt. Ausgehend von den ermittelten Ergebnissen kann der Schluss gezogen werden, dass die Leistung im MLSS, ermittelt unter Verwendung der Methode nach Mader (1984) im Mittel mit der empirisch ermittelten Leistung im MLSS sehr gut übereinstimmt. Neben der angeführten Hauptstudie, wurde in der vorliegenden Arbeit weiterhin die Reliabilität und Tag-zu-Tag-Variabilität der Leistung im MLSS, der Einfluss der Testdauer auf die Laktatbildungsrate sowie die Praktikabilität der berechneten Leistung im MLSS in einem Einzelzeitfahren näher untersucht.

Diffuse Phosphor (P)-Austräge aus der Landwirtschaft tragen zur Gewässereutrophierung bei. Der Phosphorsättigungsgrad (DPS) ist ein etablierter Parameter, um das P-Austragsrisiko aus Böden zu erfassen. Ein bodentypunabhängiger Ansatz, der die Abschätzung des DPS durch eine einfache Standardmethode wasserlöslichen P (WSP) ermöglicht (WSP-DPS-Ansatz), wurde an europäischen Böden entwickelt. In der Dissertation wurde dieser Ansatz erstmalig: i) an tropischen Böden getestet und ii) dazu verwendet P-Austragsrisiken von Boden-P-Monitoringdaten und von landwirtschaftlichen Institutionen empfohlenen P-Gehalten abzuleiten. Neben dem DPS wurde der Einfluss der in Brasilien gängigen anorganischen Oberflächendüngung auf das Austragsrisiko mittels Laboranalysen und Feldstudien erfasst. Die Bodentypunabhängigkeit des WSP-DPS-Ansatzes wurde für Böden Brasiliens bestätigt. Infrarotspektroskopische Analysen lieferten eine Erklärung für relativ niedrige gelöste P-Konzentrationen im Oberflächenabfluss von Oxisols. Pedotransferfunktionen zwischen WSP und Methoden, die in Brasilien und Deutschland zur Abschätzung pflanzenverfügbaren P verwendet werden, ermöglichten die Berechnung von DPS-Werten aus Monitoringdaten. Erste DPS-Karten zeigten relative geringe Austragsrisiken für das Untersuchungsgebiet in Brasilien und hohe Risiken für Deutschland, die teilweise durch unterschiedliche empfohlene Boden-P-Gehalte erklärbar waren. Um mit einer einfachen und kosteneffizienten Methode sowohl die landwirtschaftliche Produktion als auch den Gewässerschutz zu berücksichtigen, wurden die Wasser- und CaCl2-Methode zur Abschätzung von pflanzenverfügbarem P mit dem WSP-DPS-Ansatz kombiniert. Dieser Ansatz könnte helfen die Herausforderungen zu lösen mit denen die Menschheit in den nächsten Jahrzehnten bezüglich P in der Landwirtschaft konfrontiert sein wird: Einer effizienten Nutzung der limitierten Ressource P und dem Schutz der Gewässer vor diffusen P-Einträgen. / Diffuse phosphorus (P) losses from agriculture contribute to the eutrophication of surface waters. The degree of P saturation (DPS) is an established parameter for assessing the risk of P loss from agricultural soils. A soil type-independent approach for estimating the DPS by a simple standard method of water-soluble phosphorus (WSP; the WSP-DPS approach) was developed on European soils. In the thesis, the WSP-DPS approach was for the first time: i) tested on tropical soils and ii) used to derive P loss risks from soil P monitoring data and from recommended soil P levels by agricultural institutions. In addition to DPS, laboratory analyses and field studies were combined to assess the risk of P loss associated with the superficial application of inorganic fertilizer, which is commonly used in Brazil. The soil type-independency of the WSP-DPS approach was confirmed for soils of Brazil. Infrared spectroscopic analyses provided an explanation for the relatively low dissolved P concentrations in the surface runoff of Oxisols. Pedotransfer functions were determined between WSP and methods used to estimate plant-available P in Brazil and Germany and allowed for the transformation of soil P monitoring data into DPS values. The first DPS maps revealed relatively low P loss risks for the investigation area in Brazil and high risks for Germany. This difference was partly explainable by the recommended soil P levels in the two countries. To consider both agricultural production and the protection of surface waters in soil P management with a simple and cost-effective method, the soil test methods of using water and CaCl2 to estimate plant-available P and the WSP-DPS approach were combined. This approach could help to solve the challenges humanity faces regarding P in agriculture in the coming decades: An efficient use of the limited resource P and the protection of surface waters from diffuse P losses.