According to the common view, weak acid uncouplers increase proton conductance of biological (and phospholipid bilayer) membranes, thus effecting H+ fluxes driven by their electrochemical gradients. Under certain conditions, however, uncouplers can induce unexpected effects opposite to the dissipation of H+ gradients. Results are presented here demonstrating CCCP-induced proton influx into Saccharomyces cerevisiae cytosol driven by the electrochemical potentials of CCCP and its CCCP- anions, independent of electrochemical H+-gradient. Another view of week acid uncouplers' action is proposed that is logically consistent with these observations.

• MeSH
• biologický transport účinky léků   MeSH
• karbonylkyanid-m-chlorfenylhydrazon farmakologie   MeSH
• koncentrace vodíkových iontů účinky léků   MeSH
• membránové potenciály * účinky léků   MeSH
• protony * MeSH
• rozpřahující látky farmakologie   MeSH
• Saccharomyces cerevisiae metabolismus   MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Proteoliposomes carrying reconstituted yeast plasma membrane H(+)-ATPase in their lipid membrane or plasma membrane vesicles are model systems convenient for studying basic electrochemical processes involved in formation of the proton electrochemical gradient (Deltamicro(H) (+)) across the microbial or plant cell membrane. Deltapsi- and pH-sensitive fluorescent probes were used to monitor the gradients formed between inner and outer volume of the reconstituted vesicles. The Deltapsi-sensitive fluorescent ratiometric probe oxonol VI is suitable for quantitative measurements of inside-positive Deltapsi generated by the reconstituted H(+)-ATPase. Its Deltapsi response can be calibrated by the K(+)/valinomycin method and ratiometric mode of fluorescence measurements reduces undesirable artefacts. In situ pH-sensitive fluorescent probe pyranine was used for quantitative measurements of pH inside the proteoliposomes. Calibration of pH-sensitive fluorescence response of pyranine entrapped inside proteoliposomes was performed with several ionophores combined in order to deplete the gradients passively formed across the membrane. Presented model system offers a suitable tool for simultaneous monitoring of both components of the proton electrochemical gradient, Deltapsi and DeltapH. This approach should help in further understanding how their formation is interconnected on biomembranes and even how transport of other ions is combined to it.

• MeSH
• arylsulfonany chemie   MeSH
• biologické modely MeSH
• buněčná membrána fyziologie   chemie   MeSH
• elektrochemie MeSH
• financování organizované MeSH
• fluorescenční barviva analýza   MeSH
• fluorescenční spektrometrie MeSH
• isoxazoly chemie   MeSH
• koncentrace vodíkových iontů MeSH
• membránové potenciály MeSH
• proteolipidy chemie   MeSH
• protonové ATPasy chemie   MeSH
• protony MeSH

We attempted to select a fraction of common carp, Cyprinus carpio spermatozoa that best survived a conventional freeze/thaw procedure, by centrifugation of frozen/thawed sperm through a Percoll gradient (45% and 90%). The proportion of motile spermatozoa (65.81 ± 5.19%), their velocity (77.58 ± 31.07 μm/sec), and membrane integrity (83.66 ± 4.38% intact) were significantly higher in separated sperm than in whole samples (motility 23.36 ± 2.98%, velocity 55.55 ± 19.03 μm/sec, and membrane integrity 57.92 ± 4.65%). Our results demonstrated that Percoll gradient centrifugation shows promise as a technique for selecting high quality cryopreserved fish spermatozoa, which could be useful for cryobiological research. Further studies are needed to evaluate the potentially higher fertilizing ability of the separated spermatozoa.

• MeSH
• buněčná membrána fyziologie   ultrastruktura   MeSH
• centrifugace - gradient hustoty veterinární   MeSH
• kapři MeSH
• kryoprezervace veterinární   MeSH
• motilita spermií MeSH
• oxid křemičitý chemie   MeSH
• povidon chemie   MeSH
• spermie fyziologie   ultrastruktura   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• mužské pohlaví MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• hodnotící studie MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

A model was constructed which includes electron transport (linear and cyclic and Mehler type reaction) coupled to proton translocation, counter ion movement, ATP synthesis, and Calvin-Benson cycle. The focus is on modeling of the light-induced total electric potential difference (ΔΨ) which in this model originates from the bulk phase electric potential difference (ΔΨb), the localized electric potential difference (ΔΨc), as well as the surface electric potential difference (ΔΨs). The measured dual wavelength transmittance signal (ΔA515-560nm, electrochromic shift) was used as a proxy for experimental ΔΨ. The predictions for theoretical ΔΨ vary with assumed contribution of ΔΨs, which might imply that the measured ΔA515-560nm trace on a long time scale reflects the interplay of the ΔΨ components. Simulations also show that partitioning of proton motive force (pmf) to ΔΨb and ΔpH components is sensitive to the stoichiometric ratio of H(+)/ATP, energy barrier for ATP synthesis, ionic strength, buffer capacity and light intensity. Our model shows that high buffer capacity promotes the establishment of ΔΨb, while the formation of pHi minimum is not 'dissipated' but 'postponed' until it reaches the same level as that for low buffer capacity. Under physiologically optimal conditions, the output of the model shows that at steady state in light, the ΔpH component is the main contributor to pmf to drive ATP synthesis while a low ΔΨb persists energizing the membrane. Our model predicts 11mV as the resting electric potential difference across the thylakoid membrane in dark. We suggest that the model presented in this work can be integrated as a module into a more comprehensive model of oxygenic photosynthesis.

• MeSH
• biologické modely * MeSH
• časové faktory MeSH
• koncentrace vodíkových iontů účinky záření   MeSH
• listy rostlin metabolismus   účinky záření   MeSH
• membránové potenciály účinky záření   MeSH
• počítačová simulace MeSH
• protonmotorická síla účinky záření   MeSH
• protony MeSH
• pufry MeSH
• světlo * MeSH
• transport elektronů MeSH
• tylakoidy metabolismus   účinky záření   MeSH
• uhlík metabolismus   MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Těsná aortální stenóza může být v případě sníženého transvalvulárního průtoku spojená s nízkým transvalvulárním gradientem. Nejčastěji je tomu tak u pacientů s dysfunkční levou komorou. Tento stav přináší 1. obtížnější kvantifikaci; stenózu nelze kvantifikovat na podkladě transvalvulárního gradientu a je třeba použít jiné míry stupně stenózy. Navíc se může jednat o takzvanou pseudostenózu. 2. Druhá důležitá otázka je, kteří z pacientů s těsnou stenózou budou profitovat z operačního řešení. Zde může napomoci porovnání měření za základního stavu a za stavu se zvýšeným průtokem, nejčastěji při dobutaminové echokardiografii. Tato metoda umožní nejenom zjištění, zda jde o skutečně těsnou stenózu, pomůže s odlišením od pseudostenózy, ale odhalí i skupinu pacientů s kontraktilní rezervou levé komory srdeční. Přestože nejsou doposud jednoznačně určena kriteria k indikaci pro operaci tak jako je tomu u pacientů se zachovalou funkcí LK, zdá se že z operace profitují pacienti s těsnou stenózou a kontraktilní rezervou.

Vast majority of patients in this group are patients with left ventricular dysfunction. This this condition is coupled with several potential difficulties: 1. difficulties with precise quantification of stenosis grade and its differentiation from so called pseudostenosis: 2. second important question is which patient will profit from operative approach. Useful may be comparison of measurement in basic state versus state with measurement performed under augmented flow. The most common way is dobutamine stress echocardiography. It is useful for distinguishing true stenosis from pseudostenosis as well as for assessment of contractile reserve. Indeed, we are still lacking precise and comprehensive guidelines for treatment of patients with low flow aortic stenosis. So far, it seems, that patients with tight aortic stenosis, left ventricular dysfunction in which contractile reserve of left ventricle is present are those who will profit from aortic valve replacement.

• MeSH
• aortální stenóza diagnóza   patologie   terapie   MeSH
• dospělí MeSH
• dysfunkce levé srdeční komory diagnóza   patologie   terapie   MeSH
• echokardiografie metody   MeSH
• hemodynamika MeSH
• lidé MeSH
• nízký srdeční výdej diagnóza   patologie   terapie   MeSH
• prognóza MeSH
• srdeční katetrizace MeSH
• Check Tag
• dospělí MeSH
• lidé MeSH

To explore cellular responses to high magnetic fields (HMF), we present a model of the interactions of cells with a homogeneous HMF that accounts for the magnetic force exerted on paramagnetic/diamagnetic species. There are various chemical species inside a living cell, many of which may have large concentration gradients. Thus, when an HMF is applied to a cell, the concentration-gradient magnetic forces act on paramagnetic or diamagnetic species and can either assist or oppose large particle movement through the cytoplasm. We demonstrate possibilities for changing the machinery in living cells with HMFs and predict two new mechanisms for modulating cellular functions with HMFs via (i) changes in the membrane potential and (ii) magnetically assisted intracellular diffusiophoresis of large proteins. By deriving a generalized form for the Nernst equation, we find that an HMF can change the membrane potential of the cell and thus have a significant impact on the properties and biological functionality of cells. The elaborated model provides a universal framework encompassing current studies on controlling cell functions by high static magnetic fields. Bioelectromagnetics. 2021;42:27-36. © 2020 Bioelectromagnetics Society.

• MeSH
• biologický transport MeSH
• magnetické pole * MeSH
• membránové potenciály MeSH
• proteiny * MeSH
• transport proteinů MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH

Cíl práce: Molekulární epidemiologie je oborem, který využívá výsledky typizačních technik k získání informací o detailní charakteristice bakteriálních kmenů umožňujících stanovit identitu, příbuznost nebo odlišnost bakterií stejného rodu, druhu, případně i sérotypu. V současnosti jsou nejvíce používány metody založené na sledování rozdílu v genotypu bakterií. Většina těchto technik je ovšem časově i finančně náročná. Do rutinní praxe mikrobiologických laboratoří se ale rozšiřuje i metoda založená na analýze bakteriálního proteomu - hmotnostní spektrometrie s laserovou desorpcí/ionizací za účasti matrice s použitím průletového analyzátoru (MatrixAssisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF MS). Je využívána zejména k rychlému a přesnému zařazení bakterií do rodu i druhu. Cílem naší práce proto bylo posoudit možnost využití této metody k typizaci kampylobakterů pod úroveň druhu a aplikaci výsledků při epidemiologických šetřeních. Materiál a metody: Do studie bylo zahrnuto 39 kmenů Campylobacter jejuni izolovaných z potravin (16) nebo humánního původu (23). U kmenů bylo provedeno stanovení makrorestrikčních profilů metodou pulzní gelové elektroforézy (PFGE) a současně také analýza proteinových profilů s využitím metody MALDI-TOF MS. Výsledky: Vyhodnocení míry podobnosti pulzních profilů prokázalo shody mezi izoláty pocházejícími ze stejné epidemie nebo z opakovaných odběrů jednoho pacienta. Dále byly detekovány stejné pulzní profily u kmenů bez známé spojitosti, ale se shodným místem původu a rokem izolace. Z porovnání shlukových analýz obou metod vyplývá, že kmeny označené metodou PFGE jako shodné se V dendrogramu MALDI-TOF MS objevují v jedné podskupině s výjimkou kmenů z opakovaného odběru stejného pacienta. Závěr. Naše výsledky ukazují, že potvrzení identity nebo příbuznosti kmenů v souladu se zjištěnými epidemiologickými skutečnostmi se zatím metodou MALDI-TOF nepodařilo jednoznačně prokázat.

Objectives: Molecular epidemiology is a field that uses results of typing techniques to obtain information on detailed characterization of bacterial strains for determining the identity, similarity or difference in bacteria of the same genus, species or serotype. Nowadays, the most commonly used methods are based on monitoring differences in bacterial genotypes. However, most of these techniques are time-consuming and costly. A method increasingly used in routine microbiological testing is matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS), which is based on analysis of the bacterial proteome. It is mainly used for rapid and accurate classification of bacteria into genera and species. The aims were to assess the potential use of this method for typing of Campylobacter below the species level and to apply these results in epidemiological investigations. Material and Methods: The study comprised 39 strains of Campylobacter jejuni isolated from food (16) and humans (23). Macrorestriction fragment profiling by pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) and simultaneous protein profile analysis using MALDI-TOF MS were performed for all tested strains. Results: Similar pulse profiles were found among isolates originating from the same outbreak or repeatedly collected from a single patient. The same pulse profiles were also detected in strains of unknown relationship but sharing the same place of origin and year of isolation. The comparison of dendrograms from both analyses showed that strains identified as identical by PFGE appeared in the same subgroups in dendrograms obtained by MALDI-TOF MS, the only exception being isolates repeatedly collected from a single patient. Conclusion: The results suggest that confirmation of the identity or similarity of strains in accordance with the established epidemiological facts has not been clearly demonstrated using MALDI-TOF MS.

• Klíčová slova
• MALDI-TOF MS,
• MeSH
• Campylobacter jejuni * izolace a purifikace   MeSH
• lidé MeSH
• pilotní projekty MeSH
• pulzní gelová elektroforéza statistika a číselné údaje   MeSH
• shluková analýza MeSH
• spektrometrie hmotnostní - ionizace laserem za účasti matrice * statistika a číselné údaje   MeSH
• techniky typizace bakterií metody   statistika a číselné údaje   využití   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• hodnotící studie MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• srovnávací studie MeSH

The biological effects of high-gradient magnetic fields (HGMFs) have steadily gained the increased attention of researchers from different disciplines, such as cell biology, cell therapy, targeted stem cell delivery and nanomedicine. We present a theoretical framework towards a fundamental understanding of the effects of HGMFs on intracellular processes, highlighting new directions for the study of living cell machinery: changing the probability of ion-channel on/off switching events by membrane magneto-mechanical stress, suppression of cell growth by magnetic pressure, magnetically induced cell division and cell reprograming, and forced migration of membrane receptor proteins. By deriving a generalized form for the Nernst equation, we find that a relatively small magnetic field (approximately 1 T) with a large gradient (up to 1 GT/m) can significantly change the membrane potential of the cell and thus have a significant impact on not only the properties and biological functionality of cells but also cell fate.

• MeSH
• elektromagnetická pole * MeSH
• kmenové buňky účinky záření   MeSH
• lidé MeSH
• magnetoterapie * MeSH
• membránové potenciály účinky záření   MeSH
• nanomedicína MeSH
• teoretické modely MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

• MeSH
• centrální nervový systém fyziologie   MeSH
• kočky MeSH
• membránové potenciály MeSH
• potenciometrie metody   MeSH
• Check Tag
• kočky MeSH

Imagine cells that live in a high-gradient magnetic field (HGMF). Through what mechanisms do the cells sense a non-uniform magnetic field and how such a field changes the cell fate? We show that magnetic forces generated by HGMFs can be comparable to intracellular forces and therefore may be capable of altering the functionality of an individual cell and tissues in unprecedented ways. We identify the cellular effectors of such fields and propose novel routes in cell biology predicting new biological effects such as magnetic control of cell-to-cell communication and vesicle transport, magnetic control of intracellular ROS levels, magnetically induced differentiation of stem cells, magnetically assisted cell division, or prevention of cells from dividing. On the basis of experimental facts and theoretical modeling we reveal timescales of cellular responses to high-gradient magnetic fields and suggest an explicit dependence of the cell response time on the magnitude of the magnetic field gradient.

• MeSH
• biologická evoluce MeSH
• buněčná diferenciace MeSH
• buněčná smrt fyziologie   MeSH
• časové faktory MeSH
• cytoskelet fyziologie   MeSH
• kmenové buňky MeSH
• lidé MeSH
• magnetické pole * škodlivé účinky   MeSH
• magnetismus metody   MeSH
• membránové potenciály MeSH
• nádory patologie   MeSH
• regulace genové exprese MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• přehledy MeSH