For a better understanding of plant nutrition processes, it is important to study the flux of nutrients within plants. However, existing xylem sap sampling methods are typically destructive and do not allow for repeated, highly frequent measurements of nutrient concentration. In this paper, we present a novel use of microdialysis (MD) for characterizing xylem sap phosphate (PO43-) concentration as a possible alternative to destructive sampling. First, MD probes were tested under laboratory conditions in vitro, in a stirred solution test, and in vivo, using beech tree stem segments. Exponential decline in the relative recovery (RR) with an increasing MD pumping rate allows for determining an optimal sampling interval (i.e., the maximum amount of sample volume with the minimum required concentration). The RR changed only minimally, with a change in the simulated sap flow velocity during the in vivo stem segment test. This suggests that MD can be applied over a range of naturally occurring sap flow velocities. Differences in the ionic strength between the xylem sap and the perfusate pumped through the MD did not influence the RR. Then, MD was successfully applied in a 24 h field campaign in two beech trees of different ages and allowed for in situ assessments of the diurnal variation of PO43- concentration and (together with xylem flow measurements) flux variability in living trees. Both beech trees exhibited the same diurnal pattern in PO43- concentrations with higher concentrations in the younger tree. The xylem PO43- concentration measured with MD was in the same order of magnitude as that received through destructive sampling in the younger tree. The MD probes did not show a decline in RR after the field application. We showed that MD can be applied to capture the PO43- concentration dynamics in the xylem sap with bihourly resolution under field conditions.

• MeSH
• fosfor * MeSH
• laboratoře * MeSH
• mikrodialýza MeSH
• stromy MeSH
• xylém MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH

Během vývoje mozku dochází v průběhu dospívání k mnoha významným změnám na úrovni molekulární, buněčné i orgánové. Přestože výzkum v této oblasti probíhá již řadu desetiletí, nejsou zcela objasněné některé mechanizmy a probíhající vývojové změny. Mikrodialýza (MD) v kombinaci s vysokoúčinnou kapalinovou chromatografíí a hmotnostní spektrometrií (HPLC/MS) umožňuje monitorování tkáňové biochemie, t.j. metabolomické mapování, v nezralém mozku téměř v reálném čase. Úspěšná aplikace kombinace těchto dvou metod má vysoký a unikátní potenciál rozšířit znalosti v oblasti fyziologie a patofyziologie nezralého mozku a dokonce pomoci vyvinout účinnou léčbu mnoha dětských nemocí.

In early developmental stages of brain, many maturational processes on molecular, cellular and organ level take place. Although many years of research were dedicated to this topic, the clarification of numerous mechanisms and their roles in later development is still lacking. Combination of microdialysis (MD) and high performance liquid chromatography combined with mass spectrometry (HPLC/MS) represents a unique possibility for the monitoring of tissue biochemistry and metabolomic mapping in immature brain in almost real -time condition. Hence, it has a great potential to broaden our knowledge in physiology and pathophysiology of immature brain and can help to develop effective treatment of many infant diseases.

• Klíčová slova
• nezralý mozek,
• MeSH
• hmotnostní spektrometrie MeSH
• lidé MeSH
• metabolomika * MeSH
• mikrodialýza * MeSH
• mozek * metabolismus   růst a vývoj   MeSH
• novorozenec nedonošený MeSH
• novorozenec MeSH
• vysokoúčinná kapalinová chromatografie MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• novorozenec MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

Cíl studie: Cílem práce bylo mikrodialýzou posoudit glukózový a lipidový metabolismus ve vztahu k průtoku krve intersticiem kosterního svalu během mimotělního oběhu (MO) a v časné pooperační fázi u pacientů operovaných v normotermii a v hypotermii. Typ studie: Prospektivní randomizovaná studie. Název a sídlo pracoviště: Ústav klinické biochemie a diagnostiky a Kardiochirurgická klinika, Fakultní nemocnice v Hradci Králové. Materiál a metody: U 40 nemocných, rozdělených metodou náhodného výběru pro provedení chirurgické revaskularizace myokardu standardním způsobem v mimotělním oběhu (MO) do 2 skupin, byla prováděna mikrodialýza. Skupina 1: operace v normotermii (36 °C) NT, n = 20; Skupina 2: operace v hypotermii (32 °C) HT, n = 20. Na operačním sále byly po úvodu do celkové anestezie zavedeny do konstantních míst v musculus deltoideus dvě mikrodialyzační sondy CMA 60 (perfúze samotným Ringerovým roztokem a Ringerovým roztokem s přídavkem gentamicinu rychlostí 300 µl/h). Mikrodialyzáty byly odebírány v intervalech:0. (po 30 minutod úvodu do anestezie), 1. (do zahájení MO),2. (běhemMO),3. (do konceoperace), interval 4.–7. (za 2, 4, 6 a 8 hodin po operaci). Byly stanoveny: glukóza, močovina a laktát (analyzátor Hitachi 917), glycerol (set firmy Randox). Krevní průtok byl hodnocen ze změn koncentrací flow-marker gentamicinu, stanoveného na přístroji Axsym (Abbott). Výsledky: Koncentrace glukózy byla v průběhu 1.–4. intervalu odběru vyšší u skupiny NT než u skupiny HT, v průběhu 5.–6. intervalu naopak nižší. V posledních intervalech došlo k vzestupu koncentrací u obou skupin. Podobnou dynamiku změn jsme nalezli u koncentrací močoviny. V posledních intervalech byl u obou skupin zaznamenán nesignifikantní nárůst koncentrací laktátu i glycerolu. Koncentrace gentamicinu v mikrodialyzátu byly signifikantně vyšší u HT ve srovnání se skupinou NT, s výjimkou posledního intervalu. Závěr: Předpokládáme, že intersticiální koncentrace sledovaných analytů běhemMO jsou ovlivněny jak změnami v průtoku krve intersticiem, tak i změnami v metabolismu buněk kosterního svalu. Suprese syntézy glukózy v souvislosti s použitím MOjiž byla v literatuře popsána. Intersticiální metabolismus je však ovlivněn řadou jiných faktorů,zejména náhlými změnami kapilárního hydrostatického tlaku a osmolality.

Objective: The aim of the study was to compare the interstitial metabolism of glucose, lactate, urea and glycerol in skeletal muscle with interstitial blood flow by microdialysis in two groups of patients undergoing cardiac surgery with a cardiopulmonary bypass (CBP) under normothermic and hypothermic conditions. Design: Prospective randomised study. Setting: Institute of Clinical Biochemistry and Diagnostics, Department of Cardiosurgery, University Hospital, Hradec Králové. Material and Methods: Microdialysis was performed in forty patients undergoing cardiac surgery with a cardiopulmonary bypass (CBP). After an institutional approval, patients were randomized into two groups. Group 1 (NT, N=20): patients were operated under normothermic condition (36 °C). Group 2 (HT, N=20): patients were operated under hypothermic conditions (32 °C). Two microdialysis (MD) probes CMA 60 (CMA Microdialysis AB) were inserted into a standard site of musculus deltoideus during introduction of anaesthesia. Microdialysis was performed with Ringer’s solution with perfusion flow 0.3 ml/hour (300 µl/hour). Microdialysis samples were collected: 0) initial phase of operation, 1) beginning of operation to beginning of CPB, 2) CPB 3) end of CPB to the end of operation, 4) 2 hours, 5) 4 hours, 6) 6 hours and 7) 8 hours after surgery. Microdialysate glucose, urea and lactate levels (mmol/l) were assessed by Hitachi 917 analyser, glycerol concentration by kit (Randox). Interstitial blood flow was monitored using flow marker gentamicin added in a known concentration in microdialysis fluid. Microdialysis gentamicin concentration was estimated by Axsym analyser (Abbott) – FPIA Method. Results: Glucose concentration in a skeletal muscle microdialysate during the 1st to the 4th intervals was higher in NT patients comparing to HT patients, and than lower. The similar applied for urea concentration. There were no significant differences in concentration of lactate and glycerol between groups. Gentamicin microdialysate concentrations were significantly higher in HT patients in comparison with NT patients at all intervals. Conclusion:We suppose that interstitial concentrations of analytes during CPBwere influenced both by blood flow changes and by metabolic changes in skeletal muscle cells. Suppression of glucose synthesis after CPB was described by other authors. There were other factors influencing interstitial metabolism, for instance dramatic changes in capillary fluid pressure and osmolality.

• MeSH
• kosterní svaly krevní zásobení   metabolismus   MeSH
• lidé MeSH
• mikrodialýza využití   MeSH
• mimotělní oběh využití   MeSH
• regionální krevní průtok MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

Úvod: Nedostatečné krevní zásobení představuje jeden z hlavních rizikových faktorů dehiscence anastomózy. Včasná detekce lokálních ischemických změn by mohla predikovat komplikace, předejít rozvoji peritonitidy, snížit mortalitu a zvýšit šanci na záchranu funkční anastomózy. Mikrodialýza nabízí možnost kontinuální monitorace prostřednictvím hodnocení aktivity tkáňového metabolismu. Hlavním cílem této práce bylo ověřit, zda mikrodialýza umožňuje monitoraci ischemických změn kolo-rektální anastomózy. Metoda: Do studie jsme zařadili 5 prasat s ručně šitou kolorektální anastomózou. Mikrodialyzační katétr byl zaveden intramurálně 5mm od okraje anastomózy. Tkáňové hladiny metabolitů byly sledovány každých 60 minut po dobu 6 hodin. Po třech měřeních byla provedena ischemizace anastomózy, po které následovaly další 3 hodiny monitorace. Ke srovnání hodnot před a po ischemii byl použit Mann-Whitney test. Výsledky: Po ischemizaci anastomózy došlo k signifikantnímu poklesu tkáňové hladiny glukózy a pyruvátu. Naopak hladiny laktátu a glycerolu signifikantně vzrostly. Všechny detekované změny byly signifikantní již během prvních 60 minut po vyvolání ischemie. Závěr: Monitorace kolorektální anastomózy pomocí mikrodialýzy je technicky proveditelná a umožňuje včasné zachycení poruch perfuze.

Introduction: Inadequate blood supply is one of the major risk factors for colorectal anastomotic leak. Early postoperative detection of local ischemic changes can predict complicated healing and lead to better outcome. Microdialysis (MD) offers real-time evaluation of adequate bowel perfusion through monitoring of tissue metabolism. The aim of this study was to assess the feasibility of MD for early detection of ischemic changes in colorectal anastomosis. Method: Five pigs with end-to-end colorectal anastomosis were included. MD catheter was placed intramurally 5mm from anastomotic edge. Occlusive ischemia was induced after 3 measurements and followed by another 3 hours of monitoring. Tissue levels of different metabolites were measured every 60 minutes before and after ischemia induction. Mann-Whitney test was used to compare pre and post ischemic changes. Results: The monitoring of colorectal anastomosis using MD was technically feasible and associated with no complications. Significant changes caused by local ischemia were observed in decreased levels of glucose or pyruvate and increased levels of lactate and glycerol. All metabolic changes were detectable already in first samples 60 minutes after ischemia induction. Conclusion: Postoperative ischemic changes in colorectal anastomosis can be detected by means of microdialysis.

• Klíčová slova
• kolorektální anastomóza,
• MeSH
• anastomóza chirurgická * MeSH
• dehiscence operační rány * prevence a kontrola   MeSH
• kolorektální chirurgie metody   MeSH
• mikrodialýza metody   MeSH
• modely nemocí na zvířatech MeSH
• pooperační komplikace prevence a kontrola   MeSH
• pooperační období MeSH
• pooperační péče metody   MeSH
• prasata MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

Mikrodialýza (MD) v kombinaci s vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií (HPLC-MS) je úspěšně využí- vána k metabolomickému mapování dynamických změn v mozku. Potřeba využití těchto metod vzrůstá s rozvojem nových syntetických drog (NSD), kdy je nutné na jejich výskyt velmi rychle reagovat a určit jejich případnou nebezpečnost a jejich adiktivní potenciál. Z uvedeného důvodu by tato metodika mohla v budoucnu sloužit jako prediktivní nástroj pro určení nebezpečnosti NSD na základě metabolických změn v průběhu intoxikace. Dovolujeme si odhadnout, že tato metoda má vysoký potenciál pro rozšíření znalostí nejen o účinku nových syntetických drog (NSD) a molekulární podstatě rozvoje závislosti, ale může také posloužit k vývoji nových léčebných postupů.

In the past decades, the requirement for in vivo detection of diverse chemical substances has increased due to development of new synthetic drugs with an unknown impact on brain metabolism. Microdialysis in combination with high -performance liquid chromatography and mass spectrometry (HPLC-MS) is an efficient tool for monitoring dynamic biochemical changes in the brain. Hence, it could be used for dissecting the mechanism of action of newly appearing synthetic abusive drugs and processes involved in the development of drug addiction. Moreover, it can be optimized for diverse compounds and biological tissues and utilized, for example, for testing of novel therapeutical approaches.

• MeSH
• dopamin sekrece   MeSH
• hmotnostní spektrometrie MeSH
• metabolomika MeSH
• methamfetamin farmakologie   MeSH
• mikrodialýza * MeSH
• mozek metabolismus   MeSH
• poruchy spojené s užíváním psychoaktivních látek * metabolismus   MeSH
• potkani Wistar MeSH
• vysokoúčinná kapalinová chromatografie * MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH

Obstructive sleep apnoea (OSA) is associated with type 2 diabetes mellitus (T2DM). However, mechanisms mediating association between these two conditions remain unclear. This study investigated, whether the OSA-associated changes in adipose tissue lipolysis might contribute to impaired glucose homeostasis in patient with T2DM. Thirty-five matched subjects were recruited into three groups: T2DM + severe OSA (T2DM + OSA, n = 11), T2DM with mild/no OSA (T2DM, n = 10) and healthy controls (n = 14). Subcutaneous abdominal adipose tissue microdialysis assessed spontaneous, epinephrine- and isoprenaline-stimulated lipolysis. Glucose metabolism was assessed by intravenous glucose tolerance test. Spontaneous lipolysis was higher in the T2DM + OSA compared with the T2DM (60.34 ± 23.40 vs. 42.53 ± 10.16 μmol/L, p = 0.013), as well as epinephrine-stimulated lipolysis (236.84 ± 103.90 vs. 167.39 ± 52.17 µmol/L, p < 0.001). Isoprenaline-stimulated lipolysis was unaffected by the presence of OSA (p = 0.750). The α2 anti-lipolytic effect was decreased in T2DM + OSA by 59% and 315% compared with T2DM and controls (p = 0.045 and p = 0.007, respectively). The severity of OSA (AHI) was positively associated with spontaneous (p = 0.037) and epinephrine-stimulated (p = 0.026) lipolysis. The α2-adrenergic anti-lipolytic effect (p = 0.043) decreased with increasing AHI. Spontaneous lipolysis was positively associated with Insulin resistance (r = 0.50, p = 0.002). Epinephrine-stimulated lipolysis was negatively associated with the Disposition index (r =  - 0.34, p = 0.048). AHI was positively associated with Insulin resistance (p = 0.017) and negatively with the Disposition index (p = 0.038). Severe OSA in patients with T2DM increased adipose tissue lipolysis, probably due to inhibition of the α2-adrenergic anti-lipolytic effect. We suggest that dysregulated lipolysis might contribute to OSA-associated impairments in insulin secretion and sensitivity.

• MeSH
• adrenalin aplikace a dávkování   MeSH
• diabetes mellitus 2. typu komplikace   epidemiologie   metabolismus   patologie   MeSH
• glukosa metabolismus   MeSH
• homeostáza fyziologie   MeSH
• inzulin metabolismus   MeSH
• inzulinová rezistence fyziologie   MeSH
• isoprenalin aplikace a dávkování   MeSH
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• lipolýza účinky léků   genetika   MeSH
• obstrukční spánková apnoe komplikace   epidemiologie   metabolismus   patologie   MeSH
• senioři MeSH
• tuková tkáň účinky léků   metabolismus   MeSH
• Check Tag
• lidé středního věku MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• senioři MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH