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Response of ethanol stress in Lactobacillus Plantarum
No full textLa risposta adattativa dei batteri agli stress in genere è oggetto di numerosi studi. Molti processi
fermentativi, in cui vengono utilizzati batteri lattici, avvengono in condizioni ambientali molto diverse da quelle fisiologiche. Lactobacillus plantarum è uno dei più diffusi batteri lattici ambientali ed è anche ampiamente usato come “starter” nella produzione di differenti prodotti fermentati di origine sia vegetale sia animale, in cui stress termici e di acidità sono comuni. La comprensione dei meccanismi coinvolti nella risposta agli stress rappresenta un punto di partenza per migliorare l’adattamento in condizioni non fisiologiche per la crescita, ed ottimizzare i processi industriali, permettendo di ottenere prodotti qualitativamente migliori. Attualmente da parte dell’industria enologica c’è uno spiccato interesse nei confronti di batteri lattici isolati da vini in grado di condurre un’ottimale fermentazione malo-lattica. In tal senso, Lactobacillus plantarum, mostrando un più ampio profilo enzimatico rispetto a O. oeni, potrebbe giocare un ruolo importante nella modificazione del profilo aromatico del vino. Tuttavia le stringenti condizioni ecologiche caratterizzanti i vini in fase di maturazione, non sempre favoriscono la crescita microbica e potrebbero inibire anche l’instaurarsi di fermentazioni desiderabili quali la malo-lattica. Uno dei principali fattori inibenti la crescita microbica nel vino è senz’altro la presenza di elevate concentrazioni di etanolo, composto che generalmente altera l’omeostasi della cellula batterica. La pre esposizione di un ceppo in grado di condurre la fermentazione malo-lattica a dosi crescenti di etanolo potrebbe garantire un adattamento alla presenza del fattore di stress, tale da migliorare la sua resistenza e quindi la performance in vino. In tale contesto s’inserisce il presente lavoro di dottorato, con lo scopo di valutare la resistenza di ceppi di Lb. plantarum, isolati da campioni di vino differenti, a condizioni di stress tipiche della matrice in esame, come il pH
acido, la presenza di SO2 e di etanolo. Parallelamente è stata valutata anche la crescita e la capacità di adattamento a diverse concentrazioni di etanolo (8% e 14%) previa esposizione a percentuali differenti di alcol (2%, 4%, 8%) mediante la determinazione dei parametri cinetici secondo modelli di microbiologia predittiva. Infine, si è inteso determinare, mediante modelli di inattivazione microbica, la sopravvivenza a concentrazioni di etanolo pari al 14% di ceppi appartenenti alla specie Lb. plantatum pre-adattati o meno. Quest’ultima attività è stata accompagnata dall’esame dei profili proteici dei ceppi oggetto di studio, coltivati in presenza e assenza di etanolo, al fine di verificare la presenza di eventuali variazioni imputabili al processo di adattamento all’etanolo.
Lo studio ha dimostrato come la risposta adattiva al fattore di stress è ceppo-specifica; inoltre una pre esposizione a basse concentrazioni di etanolo pari al 2% e successiva crescita all’8% di alcol induce un adattamento delle cellule al fattore di stress riconducibile ad un aumento della velocità specifica di crescita , un incremento della carica microbica totale ed una maggiore sopravvivenza delle cellule. Al contrario, la pre-esposizione alle altre concentrazioni di etanolo (p4/8, p8/8) non consente un pre-adattamento bensì causa un danno sub-letale responsabile di una significativo decremento della velocità specifica di crescita per la totalità dei ceppi saggiati. Infine, i risultati evidenziano che in seguito alla pre-esposizione al 2% di etanolo tutti i ceppi mostrano dei profili proteici differenti da quelli relativi ai ceppi non adattati. Tali dati, anche se del tutto preliminari ma sicuramente degni attenzione, evidenziano il coinvolgimento di alcune proteine che potrebbero avere un ruolo centrale nella resistenza allo stress alcolico in Lb. plantarum.The adaptive response of bacteria to stress in general is the subject of numerous studies. Many processes fermentation, where lactic acid bacteria are used, occur in environmental conditions very other than physiological. Lactobacillus plantarum is one of the most common lactic acid bacteria environmental and is also widely used as a "starter" in different fermented products both vegetable and animal origin, in which thermal stress and acidity are common.
Understanding the mechanisms involved in the response to stress is a starting point for improving adaptation in non-physiological conditions for growth, and optimizing industrial processes, allowing to obtain better products. Currently by the wine industry there is a strong interest in respect of lactic acid bacteria isolated from wines capable of conducting optimum malo-lactic fermentation.
In this sense, Lactobacillus plantarum, showing a wider enzymatic profile compared to O. oeni, could play an important role in the modification of wine flavor profile. However, the stringent ecological conditions characterize the wines during maturation, not always favor microbial growth and may also inhibit the establishment of desirable fermentations such as malolactic. One of the main factors inhibiting microbial growth in wine is certainly the presence of high concentrations of ethanol, compound which generally alters the homeostasis of the bacterial cell. The pre-exposure of a strain capable of conducting the malo-lactic fermentation to increasing doses of ethanol could ensure an adaptation to the presence of the stressor, such as to improve its resistance and therefore the performance in wine. In this context, the aim of this PhD work, is to evaluate the resistance of Lactobacillus plantarum strains, isolated from different samples of wine, in typical of the test matrix of stress conditions, such as pH acid, the presence of SO2 and ethanol. In parallel it was also evaluated the growth and the ability to adapt to different concentrations of ethanol (8% and 14%) after exposure to different amounts of alcohol (2%, 4%, 8%) by determination of kinetic parameters in accordance with models of predictive microbiology. Finally, it is intended to determine, by means of microbial inactivation models, survival at concentrations of ethanol equivalent to 14% of strains belonging to the species Lb. plantatum pre-adapted or less. The latter activity was accompanied by examining the protein profiles of the studied strains, grown in the presence and absence of ethanol, in order to verify the presence of any variations attributable to the process of adaptation to ethanol. The study demonstrated that the adaptive response to the stressor is strain specific; also a pre exposure to low concentrations of ethanol equal to 2% and subsequent growth to 8% of alcohol induces an adaptation of the cells to the stress factor attributable to an increase in the specific growth velocity, an increase of the total microbial load and a greater survival of the cells. On the contrary, the pre-exposure to the other ethanol concentrations (P4 / 8, p8 / 8) does not allow a pre-adaptation but because a sub-lethal damage responsible for a significant decrease in the specific growth rate for the totality of the strains tested . Finally, the results show that following the preesposizione to 2% ethanol all strains show of different protein profiles from those relating to the non-adapted strains. These data, although the preliminary everything but definitely worthy attention, highlight the involvement of certain proteins that may play a key role in the resistance to alcohol stress Lb. plantarum.Dottorato di ricerca in Biotecnologia degli alimenti (XXVIII ciclo
The evolution of the common walnut cultivation (Juglans regia L.) in Italy. By pure plantations to polycyclicals
No full textIl presente lavoro riguarda lo studio degli accrescimenti di cinque piantagioni di noce comune (Juglans regia L) in relazione alle caratteristiche stazionarie e alle varie ipotesi di consociazione che li caratterizzano, localizzate in varie località del centro-nord Italia, realizzati in varie epoche e con criteri progettuali differenti tra loro, e distinte in due tipologie di impianti: monociclici monobiettivo e policiclici multi-obiettivo.
Per gli impianti monociclici, sono stati analizzati gli accrescimenti in diametro e altezza del noce per i singoli impianti, al sesto e tredicesimo anno di età, sulla base delle varie tesi, presenti all’interno di ogni singola piantagione, e in particolar modo alla percentuale e alle specie azotofissatrici consociate (Alnus cordata L, Elaeagnus umbellata T, Alnus Cordata L + Elaeagnus umbellata T). In seguito è stata effettuata una comparazione complessiva delle tre piantagione analizzate, con l’obiettivo di valutare l’effetto delle consociazioni e la loro interazione con le differenti condizioni stazionali. I risultati mostrano come, in condizioni di fertilità scarsa e media, l’effetto della consociazione ha effetti positivi sull’accrescimento del noce, se confrontato con quello in purezza, sia rispetto all’altezza che in termini di accrescimento diametrico. In terreni a media-bassa fertilità, l’effetto delle azotofissatrici sul noce si traduce in accrescimenti maggiori e in una migliore qualità delle piante, che quindi presentano una forma più slanciata e un fusto più dritto. In condizioni di fertilità elevata, l’effetto delle azotofissatrici sul noce risulta essere secondario.
Anche per i policiclici è stata effettuata l’analisi per ogni singolo impianto, per valutarne lo sviluppo a scala locale. Si tratta di due impianti dove il noce è consociato con il pioppo ibrido I214, con specie ad elevata produttività (i.e. biomassa) e con alcune piante accessorie. In questi impianti, le piante di noce e pioppo presentano due disposizioni diverse dei filari: per fila singola uno, per fila binata l’altro. Non essendoci differenze particolari in termini di specie consociate e di condizione stazionarie, per il noce il confronto tra i differenti impianti ha riguardato il modulo di impianto (in file singole e binate), le distanze nella fila e la consociazione con le specie da biomassa (Short rotation coppice, SRC). I risultati mostrano come il noce a 8 metri consociato con SRC di nocciolo sia quello più sviluppato, rispetto a quello consociato con SRC di carpino nero. Essendo un impianto dove i prodotti attesi riguardano anche il pioppo e le specie da biomassa, è stata effettuata una analisi sintetica per descriverli. Il pioppo in fila singola registra i diametri maggiori, indipendentemente dalla distanza a cui è messo a dimora. Nelle biomasse si registra una maggiore produttività da parte del nocciolo nell’impianto in fila binata, anche se bisogna sottolineare la differente epoca di stima delle biomasse nelle due piantagioni.This study concerns the analysis of five plantations of common walnut (Juglans regia L), in relation to the stationary characteristics and the different hypothesis of intercropping that characterize them, from various places in Northern and Central Italy, which were established at different times and through alternative techniques, and grouped into the following two types: single-objective monocyclic, and multi-objective polycyclic.
For the monocyclic plantations, both the diameter and height increment of the walnut were assessed for each plantation, at the sixth and the thirteenth year of age, according to the alternative management strategies previously defined for each plantation and in particular to the percentage and nitrogen-fixing species intercropping (Alnus cordata L, Elaeagnus umbellata T, Alnus cordata L + Elaeagnus umbellata T). Then, a comparison between the three plantations was carried out, in order to evaluate the effect of intercropping, as well as and their response to different site conditions. The results show that in medium-low fertility conditions, the consociation has positive effects on the walnut growth, if compared with the same in pure stands, regarding both the diameter and height increment. In medium-low fertility conditions, the effect of nitrogen-fixing on the walnut results in a higher individual growth and in an increased wood quality. In these cases, the stems are more slender and straighter. In high fertility conditions, the effects of the nitrogen-fixation on the walnut seem to be secondary.
Even for the polycyclic plantations, the analysis for each individual plant was carried out, in order to evaluate their growth at the local scale. In these two plants, the walnut is associated with the I214 hybrid poplar, especially for the production of biomass, with some other species. In these plants, walnut and poplar species have two different row arrangements: single row and double row. Considering that in this case there are no large differences between terms of secondary species and site conditions, the comparison between the different systems for the walnut concerned the implant module (in single and double rows), the distances between the rows, and intercropping with biomass species (Short rotation coppice, SRC). The results show that the walnut trees at 8 meters is the most developed if associated with the hazel SRC, in comparison with that associated with the hornbeam SRC. Being a plant where the expected products also concern the poplar and biomass species, it was carried out summary analysis to describe them. The poplar in single row has larger diameters, regardless of the distance to which it is planted. Concerning the results in biomass production, a higher productivity is obtained in common hazel plants on twin-rows, despite the two plantations have different ages.Dottorato di ricerca in Scienze agro-forestali, delle tecnologie agro-industriali e del territorio rurale. I sistemi forestali (XXVIII ciclo
Puerto Rico and the transition from the Spanish to USA colonialism
No full textLa Tesi in oggetto tratta della storia di Puerto Rico, colonia spagnola nelle Antille per circa 400 anni, poi possedimento statunitense dal trattato di pace firmato a Parigi nel dicembre del 1898, come conseguenza della guerra Ispano Cubano Americana. Detto questo, mi sono voluto focalizzare sugli anni che precedettero di poco la guerra, che portò alla Spagna la perdita delle ultime colonie, e di quelli immediatamente successivi, in cui si instaurò un Governatorato Militare e poi Civile sotto l’egida degli Stati Uniti. La scelta del periodo suddetto è stata fatta perché ho ritenuto che quegli anni avessero fatto da matrice a ciò che Puerto Rico è stato per molti anni (e per certi versi ancora ora è): un paese in cerca di una identità. Dai documenti archivistici consultati, l’ultimo periodo spagnolo è vissuto dalla potenza coloniale come una lunga ed inesorabile attesa verso una fine drammatica. Mi sono focalizzato molto sui documenti che trattavano le relazioni fra il Governo di Madrid, e del Ministero deputato alle colonie, Ultramar, e quello di Puerto Rico, proprio per cercare di capire come vivessero gli amministratori, i governanti, quegli anni per loro niente affatto facili. Ho completato quei documenti con altri di provenienza opposta, ossia statunitense, prodotti dal rappresentante americano sull’isola, il Console, che davano una visione più ampia e completa del periodo in esame. Visione ulteriormente allargata grazie anche a fonti esterne ai due stati come quelle a stampa. Stampa che ha giocato un ruolo, almeno nel caso dello scoppio della guerra, per nulla secondario. Da altri documenti archivistici, di stampo militare soprattutto, ho anche voluto soffermarmi su alcuni momenti della guerra che mi sono serviti a capire il grande divario che c’era fra le due forze in campo. Altro punto, e periodo, approfondito è quello immediatamente successivo alla firma dell’armistizio che avrebbe portato al Trattato di Pace fra le due potenze, perché il brusco cambio di potere, intervallato da una sorta di vacatio imperii dovuta alla evacuazione dell’isola da parte spagnola e l’impossessamento della stessa da parte statunitense, ha portato ad un periodo di criminalità e violenza mai sperimentati a Puerto Rico fino ad allora. Altro lasso di tempo topico preso in esame è quello in cui dal Governatorato Militare si passa a quello Civile attraverso una Legge Organica emanata da Washington, passata alla storia come Legge Foraker. E’ quello il periodo in cui il colonialismo di stampo americano inizia ad estrinsecarsi maggiormente e a compiere più alacri sforzi ai fini della “americanizzazione” di Puerto Rico. Da quanto detto finora, le domande che mi sono posto, e a cui ho cercato di dare una risposta, sono state: Come si viveva dal punto di vista amministrativo e politico, e di conseguenza anche sociale, a Puerto Rico negli ultimi anni di dominio spagnolo? Come è avvenuto il passaggio di consegne fra le due potenze e cosa ha immediatamente prodotto? Come gli statunitensi hanno agito nei primi anni di Governatorato Civile e cosa hanno lasciato in eredità?
In tutto ciò, il filone storiografico a cui mi sono accodato è quello di stampo portoricano e poi statunitense ( non esistendone in Italia uno al riguardo), con come storico di maggiore riferimento il portoricano Fernando Picò.The thesis in question is about the history of Puerto Rico, the Spanish colony in the West Indies for 400 years, then the property of the US by the treaty of peace signed in Paris in December 1898, as a result of the Hispanic Cuban American war. That said, I wanted to focus on the years leading up to the war, which led to the loss of the last Spanish colonies, and those immediately following, in which is established a Military Government and then the Civil under the aegis of the United States.The choice of that period has been taken because I thought that those years had been like a matrix for what Puerto Rico has been for long years (and still is, in some ways): a country looking for an identity. From the archive documents that I’ve consulted, the last period of Spanish rule is lived by the colonial power as a long and inexorable waiting for a dramatic end. I have been focused on documents about the relationships among Madrid Govern, Ministerio de Ultramar and Puerto Rico Govern, to try to understand the way the administrators lived those not easy years. I’ve completed those documents with others from the opposite side, the USA one, made by the American representative on the island, the Consul, that gave a larger point of view of the period in exam. The view has been even wider thanks to external sources of the two states as the press ones. The press that played a big role, at least in the case of the war, second to none. The documents of military archives helped me to understand the differences on the playground battle. One more period of interest has been the one about the armistice and the days after, until the treaty of peace signed in Paris, when there was a sort of vacation imperii done because of the evacuation of the island by the Spaniards and the taken by the USA that leaded to a period of high criminality and violence never seen in Puerto Rico. Another topic period was the passage from a Military Government to a Civil one, thanks to the Organic Law called Foraker. That was the period when the usa colonialism begins to exteriorize more to make greatest effort for the Americanization of Puerto Rico. With that said, the question I’ve made to myself, which I’ve tried to answer, have been: How was the political, administrative and social life in Puerto Rico before the war under the Spanish rule? How has been the passage between the two powers and what immediately has done? How the USA governs acted in the early years of Civil Government and what they left as legacy?
With that said, the genre of historiography which I agreed is the Portorican and American one (not having one italian), as leading historians Fernando Picò and Maria Dolores Luque de Sanchez.Dottorato di ricerca in Storia dell'Europa XIV-XX secolo (XXVIII ciclo
Pigmented rice: determination of bioactive molecules for the evaluation of the nutritional quality
No full textI risi pigmentati sono varietà di riso integrale che presentano un pericarpo con una colorazione distintamente scura, pressoché nera, o rosso-bruna per la presenza di pigmenti. Questi sono coltivati e consumati principalmente in Cina, Giappone, Corea e in alcune regioni nel nord-est dell’India, mentre in Italia e in Europa sono considerati un cereale di nicchia per produzione e consumo.
Negli ultimi anni, le varietà pigmentate di riso sono divenute oggetto di un crescente interesse per i potenziali effetti benefici associati al loro consumo. Infatti, oltre ai phytochemicals che derivano loro dal fatto di essere cereali integrali, i risi pigmentati contengono molecole che sono contemporaneamente responsabili della colorazione delle cariossidi e dotate di attività antiossidante.
La caratterizzazione nutrizionale dei risi pigmentati attualmente disponibile in letteratura si riferisce pressoché completamente a risi di origine asiatica e al loro profilo di antiossidanti idrofili, mentre mancano informazioni esaustive sulle varietà italiane ed europee e su antiossidanti lipofili come i carotenoidi. Inoltre, nonostante il riso sia consumato solo dopo cottura, spesso è trascurato lo studio dell’effetto di questo processo sulla stabilità delle molecole bioattive.
In tale contesto, è stato sviluppato il presente progetto di dottorato di ricerca finalizzato a valutare la qualità nutrizionale di varietà di risi pigmentati, italiane o disponibili sul mercato italiano, attraverso la determinazione di molecole bioattive. Inoltre, ci si è posti l’obiettivo di valutare l’effetto della cottura dei risi sulla stabilità delle molecole di interesse e la differente risposta varietale al trattamento.
Il lavoro si è articolato in due fasi. Nella prima sono state caratterizzate, da un punto di vista quali-quantitativo, varietà di riso pigmentato di produzione nazionale ed estera attraverso la determinazione di carotenoidi, contenuto in composti fenolici, antocianine e proantocianidine sul campione tal quale. Le metodiche analitiche utilizzate sono state opportunamente valutate e ottimizzate. Nella seconda fase, è stato analizzato l’effetto della cottura sulla stabilità delle molecole bioattive oggetto di studio mediante la determinazione delle molecole bioattive sui risi cotti.
Da un punto di vista analitico, il lavoro ha consentito di delineare uno stato dell’arte delle metodiche più frequentemente utilizzate per la determinazione di molecole bioattive e di individuare le condizioni analitiche ottimali per ottenere dati sperimentali affidabili. Lo studio ha tracciato il profilo delle varietà italiane ed estere consentendo di individuare quelle più promettenti da un punto di vista tecnologico e nutrizionale. Inoltre, la valutazione dell’effetto della cottura sulle molecole bioattive ha fornito dati più realistici del potenziale nutrizionale delle varietà di riso oggetto di studio.
Il lavoro può essere considerato il primo passo del lungo processo che porta a dichiarare un alimento come “funzionale”. Nella sua completezza, ha anche reso possibile un confronto più attendibile tra le varietà italiane ed estere fornendo le basi per una possibile promozione e tutela delle produzioni nazionali e aprendo, allo stesso tempo, possibili scenari verso strategie di miglioramento genetico.Rice is a staple food and is mainly consumed as white rice. Special rice varieties exist and show grains with a reddish or deep purple-black hue after hull removal due to the accumulation of pigments in the pericarp, seed coat and aleurone layer. Thus, they are referred to as “pigmented rice”.
This category of rice has been widely consumed and appreciated in Asia for a long time due to special features such as exclusive taste and aroma or medicinal value; on the other hand, in Europe pigmented rice has received attention only recently. The increasing interest of food scientists in pigmented rice is due to the unique phytochemicals and pigments that act as bioactive compounds and hence play an important role in improving human health and well-being. The World Health Organization identifies, in fact, nutrition as a significant and manageable determinant of chronic disease, and has more and more stressed the need for a shift in nutrient intake towards healthier foods.
An in-depth insight into the current literature shows that studies on pigmented rice are mainly focused on Asian varieties that were target of a comprehensive investigation, while little is known about Italian and European ones. Moreover, they mainly focus on the detection of anthocyanins and total phenolic compounds, while lipophilic pigment (e.g. carotenoids) content has been poorly investigated.
An additional gap also emerged from the investigation of the state of the art: the lack of an extensive investigation of the effect of cooking on bioactive molecules. As this cereal is always consumed after cooking, results overlooking the effect of this processing might hinder or mislead the evaluation of their real nutritional value.
The aim of this PhD research study was to fill in these gaps by characterizing Italian pigmented rice both prior and after cooking and thus evaluating the stability of the main phytochemicals, and assessing the nutritious potential of samples under investigation. In addition, foreign pigmented rice varieties available on Italian market were studied to get an overview into the phytochemical profile of all pigmented rice at Italian consumers’ disposal.
In details, bioactive molecules such carotenoids, free and insoluble-bound phenolic compounds, anthocyanins and proanthocyanins were detected by using spectrophotometric and chromatographic techniques, both on cooked and uncooked samples. All the analytical procedures were optimised prior to the application on rice samples.
Results provide a comprehensive portrait of Italian pigmented rice as concerns bioactive molecules, and enable a reliable and extensive assessment of the nutritional value of pigmented varieties thanks to the investigation of the effect of cooking as well. In addition, the assessment of the bioactive molecule profile might be the first step to claim foods as functional. This study, therefor, also enables a comparison between Italian and foreign pigmented rice varieties that enhances domestic rice crop and might hopefully encourage breeding programs for the development of improved rice varieties.Dottorato di ricerca in Biotecnologia degli alimenti (XXVIII ciclo
Lines of credit. The search for financial channels in the United States of America (1944-1951)
No full textLe missioni, compiute a nome del Governo italiano negli Stati Uniti d’America negli anni 1944-1947, compongono l’argomento trattato nel primo capitolo della presente tesi di dottorato. I rappresentanti del Governo italiano riallacciarono i rapporti con i businessmen americani, che avrebbero giocato un ruolo importante nella ripresa delle relazioni Italia-Stati Uniti. Il secondo capitolo è dedicato alle corrispondenze dagli Stati Uniti del delegato della Banca d’Italia, Giorgio Cigliana Piazza, negli anni 1947-1949. Cigliana prestava grande attenzione all’opinione pubblica americana. Le sue corrispondenze permettono di approfondire il punto di vista dei businessmen americani sull’Italia. Il terzo capitolo è dedicato alla Banca Mondiale. Negli anni novanta, gli studiosi italiani, soprattutto quelli d’impostazione meridionalista, hanno iniziato a studiare i rapporti Banca Mondiale-Italia. Nella nostra ricerca, abbiamo approfondito i rapporti Banca Mondiale-Italia nei primi anni d’attività del Piano Marshall. Abbiamo poi studiato il management della Banca Mondiale e la figura del presidente Eugene R. Black. Infine, abbiamo ripercorso l’iter di concessione dei prestiti all’Italia e alla Jugoslavia nel 1951. Nella considerazioni conclusive abbiamo proposto una disamina delle fonti, conservate presso l’archivio storico della Banca Mondiale, relative all’Italia dal 1952 al 1956.The missions, on behalf of Italian government to United States of America from 1944 to 1947, are the subject of the first chapter of the present PhD thesis. The Italian government representatives held relationships with American businessmen, who are going to play a role in restarting the Italy-USA relationship. The second chapter is dedicated to the correspondences, from USA, of the Bank of Italy delegate, Giorgio Cigliana Piazza, from 1947 to 1949. Cigliana gave great attention to American public opinion. His correspondences allow us to study the American businessmen point of view on Italy. The third chapter is dedicated to World Bank. During the Nineties, the Italian historians, especially the experts of Southern-Italian history, had started to study the World Bank-Italy relationship. On our research we inquired into the World Bank-Italy relationship during the first years of Marshall Plan’s activity. We continued to study the World Bank management and the role of its President, Eugene R. Black. At last, we retreated the making loans iter to Italy and Jugoslavia in 1951. At the ending conclusions, we proponed the analysis of the World Bank archive source concerning Italy from 1952 to 1956.Dottorato di ricerca in Storia dell'Europa XIV-XX secolo (XXVIII ciclo
Biochemical approaches to study protein-ligand interaction for pharmacological applications
Full text linkThis work is focused on the application of simple biochemical techniques to study protein-ligand interaction involved in some diseases of frequent incidence, such as Alzheimer’s disease (AD) and cancer.
The current therapies for AD, still symptomatic and palliative, from one side act to inhibit AChE, in order to restore the natural level of ACh, and, from the other side act as inhibitors of β-secretase 1 (BACE-1), useful to prevent the A aggregation. Under this regard, efforts have been recently devoted to the development of dual inhibitors of AChE and BACE-1.
In this frame, donepezil-like compounds were synthesised, in order to identify novel effective drugs for the treatment of AD. For all these new synthesized analogues, more rigid and diversely substituted compared to donepezil structure, the inhibitor activity on AChE, the selectivity vs BuChE, the side-activity on BACE-1 and the effect on SHSY-5Y neuroblastoma cell viability were tested. Two potential new lead compounds for a dual therapeutic strategy against Alzheimer disease were envisaged.
Activation of p53 tumor suppressor by antagonizing its negative regulators MDM2/X has been considered an attractive strategy for cancer therapy. Great effort has been given in the development of drugs able to dissociate the p53•MDM2/X complex. Under this regard, a simple and rapid technique to study the p53–MDM2/X interaction has been developed. This method is based on the different mobility between the interacting domains of the oncosuppressor p53 and its protein ligands MDM2/X on polyacrylamide gels under native conditions. While the two proteins MDM2/X alone were able to enter the gel, the formation of a binary complex between p53 and MDM2/X prevented the gel entry. The novel technique is reliable for determining the different affinity elicited by MDM2 or MDMX toward p53, and for analyzing the dissociation power exerted by small molecules on the complex taking advantage of the appearance of migrating MDM2 or MDMX, when inhibitors are added to the complex mixture. Despite the fact that some other different methods have been employed to study this kind of interaction, including NMR technology, surface plasmon resonance or fluorescence polarization, the relevance of the method here described resides in the fact that it is much more simple and it does not require any tagging/derivatization procedure of the protein fragments employed. This simple and rapid technique can be useful to easily discriminate, among a library of compounds endowed with a potential pharmacological activity against cancer development, the molecules with the highest dissociative potency, preventing the use of expensive and more sophisticated technologies.Questo lavoro ha riguardato l’utilizzo di comuni tecniche biochimiche ottimizzate per lo studio delle interazioni proteina-ligando coinvolte in alcune patologie di frequente incidenza, quali il morbo di Alzheimer ed il cancro.
Il morbo di Alzheimer è una patologia neurodegenerativa, progressiva ed irreversibile, caratterizzata principalmente da un’alterazione del sistema colinergico, con conseguente riduzione dei livelli del neurotrasmettitore acetilcolina (Ach), e dall’accumulo extracellulare di placche senili costituite soprattutto dal peptide β-amiloide (Aβ). Allo stato attuale delle conoscenze mediche non c’è ancora una cura definitiva per questa malattia; il trattamento si avvale di terapie farmacologiche di tipo sintomatico e palliativo, il cui scopo è quello di inibire sia le colinesterasi, onde ripristinare i livelli naturali dell’Ach, sia la β-secretasi 1 (BACE-1), per prevenire l'aggregazione del peptide Aβ. A tal fine, composti analoghi del Donepezil, farmaco attualmente utilizzato per le forme lieve e moderata del morbo di Alzheimer, sono stati identificati, mediante procedure di “docking” molecolare, e quindi sintetizzati, mediante procedure di sintesi “eco-friendly”. Per tutte le molecole sintetizzate, strutturalmente più rigide del Donepezil e caratterizzate da gruppi sostituenti differenti, è stato valutato i) l’effetto sull’attività dell’AChE, ii) la selettività nei confronti di BuChE, iii) l’effetto inibitorio sull’attività enzimatica di BACE-1 e iv) la tossicità su linee cellulari di neuroblastoma. Da questi esperimenti è risultato che tra tutti i composti sintetizzati solo due possono essere dei promettenti candidati per lo sviluppo di nuovi farmaci per il trattamento dell’Alzheimer, essendo caratterizzati da una duplice attività inibitoria, sia nei confronti di AChE che di BACE-1.
La proteina p53 regola il ciclo cellulare e svolge la funzione di soppressore tumorale. La sua attività è regolata dalle proteine Minute Double Mourine (MDM) 2 e 4, meglio conosciute come MDM2 e MDMX, le quali agiscono nei confronti di p53 attraverso un meccanismo di tipo feedback negativo, legandosi al dominio idrofobico N-terminale della proteina.
In effetti, un’interessante strategia per la terapia del cancro sarebbe ripristinare la funzionalità di p53 antagonizzando l’attività regolatrice negativa di MDM2/X. A tal fine, è stata ottimizzata la comune tecnica dell’elettroforesi in condizioni native, per lo studio dei complessi che l’oncosoppressore p53 forma con MDM2/MDMX. Tale tecnica sfrutta la differente mobilità elettroforetica delle proteine su gel di poliacrilammide in condizioni non denaturanti. Il vantaggio di utilizzare l’elettroforesi in condizioni native consiste nell’economicità e nella semplicità della metodica, a differenza dei metodi attualmente utilizzati per lo stesso tipo di analisi, quali ad esempio la tecnica NMR, la risonanza plasmonica di superficie o la fluorescenza polarizzata. Dagli esperimenti condotti, tale tecnica è risultata potenzialmente utile anche per uno screening delle molecole dotate di un potenziale potere farmacologico antitumorale.Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie biologiche ed ambientali (XXVIII ciclo
Coexisting chronic heart failure worsens long-term mortality in community dwelling elderly subjects with chronic obstructive pulmonary disease
No full textBackground: negli ultimi decenni si sta osservando un progressivo invecchiamento della popolazione generale. Tale fenomeno ha comportato un incremento della esposizione ai fattori di rischio cardiovascolare e respiratori, con conseguente aumento di incidenza di e prevalenza delle insufficienza cardiaca e respiratoria. L’insufficienza cardiaca e la broncopneumopatia cronica ostruttiva, e la conseguente insufficienza respiratoria, sono tra le prime cause di mortalità e morbilità nei paesi occidentali, in particolar modo nelle decadi di età più avanzate. Nel soggetto anziano, infatti spesso l’insufficienza cardiaca e la broncopneumopatia cronica ostruttiva coesistono creando non pochi problemi sia dal punto di vista diagnostico che per la gestione terapeutica. E’ ben noto infatti che i farmaci indicati nella gestione dell’insufficienza cardiaca sono spesso controindicati nei soggetti con broncopneumopatia cronica ostruttiva e viceversa.
Materiali e Metodi: alla luce di tali considerazioni, nell’ultimo anno di dottorato si sono analizzate le caratteristiche epidemiologiche, la mortalità a lungo termine ed i fattori predittori di mortalità in una popolazione di pazienti ambulatoriale di ultra65enni affetti da insufficienza cardiaca cronica e da broncopneumopatia cronica ostruttiva sia isolatamente che in concomitanza.
Risultati: la mortalità, osservata al follow-up di 12 anni, è stata del 46.7% in tutti i soggetti, del 68.6% in presenza di insufficienza cardiaca cronica (p<0.001), del 56.9% in presenza di broncopneumopatia cronica ostruttiva (p<0.01), e del 86.2% in presenza di insufficienza cardiaca e broncopneumopatia cronica ostruttiva (p<0.001). L’analisi multivariata ha evidenziato che sia l’insufficienza cardiaca (Hazard Risk=1.67, 95% Intervallo di Confidenza=1.15-3.27, p<0.031) che la broncopneumopatia cronica ostruttiva (Hazard Risk=1.27, 95% Intervallo di Confidenza=1.08-1.85, p<0.042) erano predittivi di mortalità a lungo termine nella nostra popolazione di interesse. Inoltre, ed in modo più interessante, abbiamo osservato che la compresenza di insufficienza cardiaca cronica e di broncopneumopatia cronica ostruttiva il rischio di mortalità aumentava drammaticamente a 3.73 (95% Intervallo di Confidenza=1.19-6.93, p<0.001). Tale analisi, ci consente di considerare la compresenza di broncopneumopatia cronica ostruttiva un nuovo potente predittore di mortalità in soggetti anziani affetti da insufficienza cardiaca cronica.Background: Chronic heart failure (CHF), and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are associated with high mortality in elderly subjects; concurrent CHF and COPD frequently occurs. This study examines long-term mortality in elderly subjects affected by CHF, COPD and coexistent CHF and COPD.
Methods: The study evaluated mortality in 1288 subjects stratified for the presence or absence of CHF or COPD alone, and for coexistence of CHF and COPD over 12-year period.
Results: Mortality, at 12 year follow-up, was 46.7% overall, 68.6% in the presence of CHF alone (p<0.001), 56.9% in the presence of COPD alone (p<0.01); mortality was 86.2% where CHF and COPD coexisted (p<0.001) and was significantly higher than in CHF or COPD alone (p<0.05). Multivariate analysis indicates that CHF (Hazard Risk=1.67, 95% Confidence Interval 1.15-3.27, p<0.031) and COPD (Hazard Risk=1.27, 95% Confidence Interval=1.08-1.85, p<0.042) were predictive of long-term mortality. When CHF and COPD simultaneously occurred, the risk dramatically increased up to 3.73 (95% Confidence Interval=1.19-6.93, p<0.001).
Conclusions: Long-term follow up showed higher mortality amongst elderly subjects affected by CHF or COPD. Simultaneous presence of CHF and COPD significantly increased the risk of death. Therefore, the presence of COPD in CHF patients should be considered a relevant factor in predicting high risk of mortality.Dottorato di ricerca in Scienze per la salute (XXVIII ciclo
Influence of different prebiotics and mode of their administration on growth, carcass traits and meat quality in broiler chickens
Full text linkThe use of in-feed growth promoting antibiotic use in poultry production is no longer a tool legally available to producers to enhance productivity and control diseases on farms (Regulation EC No. 1831/2003). Since 2006, when the European Union banned the use of antibiotic growth promoters in poultry nutrition, many alternatives have been investigated to replace antimicrobials without any loss of productivity or negative influence on health. One possible way to solve this problem is to control the microbiota of the gastrointestinal tract. Two kinds of feed additives are of interest. The first method is the direct introduction of live bacteria into the digestive tract, the second is the creation of conditions for the development of beneficial bacteria. In the post-antibiotics era, probiotics, prebiotics and their combination (synbiotic) are proposed as a solution to the intestinal problem of poultry. Prebiotics have been used to improve chicken performance via direct impact on the microflora of host animals and in this way effect a reinforcement of the intestinal mucosal barrier against deleterious agents. There are different ways to deliver prebiotics into avian gastrointestinal tract; but, to achieve desired efficacy, prebiotics must be administered to an animal as early in life as possible. Conventionally, in-feed or in-water supplementation has been used at fist hours/days post hatching. However, this approach relies on amount of feed and/or water intake, the quality of water (chlorinated), and other experimental factors. As a consequence, consumed dose of prebiotics varies in the first hours/days after hatching. Also, during early post hatching period, infection of chicks by detrimental bacteria is also possible. Therefore, ”in ovo” approach for injection of prebiotics directly to the incubating egg has been developed. It allows for a precise delivery of the bioactive substances to all embryos at the early stage of development, which unifies the effects of prebiotics across the flock and assures proper development of gut microflora in all chicks.
This research, which involves two studies, has aimed to evaluate the effects of prebiotics, ”in ovo” administered, on growth performance, meat quality traits (physiochemical characteristics, intramuscular collagen properties, fiber measurement, cholesterol content, lipid oxidation), in the pectoral muscle (PS) of Ross 308 broiler chickens.
The first study aimed to compare in ovo method of prebiotic delivery with in-water supplementation and with both methods combined (in ovo + in-water) in broiler chickens. Two trials were conducted. Trial 1 was carried out to optimize the doses of two prebiotics, DiNovo® (DN), extract of beta-glucans, and Bi2tos (BI), trans-galactooligosaccharides, for in ovo delivery. The estimated parameters were hatchability and bacteriological status of the newly hatched chicks. Prebiotics were dissolved in 0.2 mL of physiological saline, at the doses: 0.18, 0.88, 3.5 and 7.0 mg/embryo; control group (C) was injected in ovo with 0.2 mL of physiological saline. The results of the Trial 1 indicated that the optimal dose of DN and BI prebiotics delivered in ovo, that did not reduce chicks' hatchability, was 0.88 mg/embryo (DN) and 3.5 mg/embryo (BI). Both prebiotics numerically increased number of lactobacilli and bifidobacteria in chicken feces (P > 0.05). Trial 2 was conducted to evaluate effects of different prebiotics (DN, BI and RFO - raffinose family oligosaccharides) delivered in ovo (T1), in-water (T2) and in a combined way (in ovo + in-water) (T3) on broiler chickens performance. The results of Trial 2 showed that chickens from all prebiotic groups were heavier. In particular, significant differences (P < 0.01) were recorded between RFO and C group. Carcass weight and carcass yield were unaffected by prebiotics. Breast weight and breast yield were higher in prebiotic groups; however, significance differences (P < 0.05) were only observed between DN and C group. However, feed intake and feed conversion ratio were increased upon prebiotics delivery in spite of method used. IMC properties were not significantly affected by different prebiotics. The different modality of administration affected carcass weight and carcass yield, in particular birds from T1 group showed higher values of carcass weight (P < 0.01) and carcass yield (P < 0.05) than in T3 group. Breast weight was similar among the experimental groups, differently breast yield was higher in birds that received prebiotics only in water (T3) than in C group (P < 0.01).
The bioactives treatment did not affect (P > 0.05) pH24 and color coordinates, except for redness (a*) values at 45 min, which was higher (P < 0.05) in C group in comparison with DN and RFO group, and L* values at 24 hours, which was higher (P < 0.05) in RFO group in comparison with BI group. Water holding capacity was higher in all prebiotic groups compared with control group however, the study revealed no significant differences (P < 0.05) among the groups of chickens.
The way of prebiotic administration influenced the chemical-physical parameters. Breast meat pH values measured 45 minutes after slaughter was higher (P < 0.01) in T3 group compared with other groups. Differently, after 24 h the meat from T3 group showed the lowest value (5.78) that differed (P < 0.05) when compared with T2 and C group values (5.86).
Color (a*) after 45 minutes was also significant affected by modality of prebiotic supplementation: significant differences (P < 0.01) were recorded between T2 and T3 group and between C and T1 group (P < 0.05). Significant differences (P < 0.05) were also observed for redness (a*) after 24 hours between T1 and control group. Water holding capacity was influenced by prebiotic way of administration: significant differences (P < 0.05) were observed between in water group and T2 and control group.
IMC properties were not significantly affected by way of prebiotic administration. Compared to control group, the bioactives treatment slightly increased intramuscular fat content, but differences between groups were not significant (P > 0.05). The breast muscle cholesterol content, ranging from 47.20 to 49.44 mg/100g, was found to be similar (P > 0.05) among experimental groups.
The way of prebiotic administration affected the fiber diameter of PM, birds from control group showed a lower (P < 0.05) value of this trait than those from T3 group (in-water). T1 and T2 had intermediate values (P > 0.05). Nevertheless, must be considered that at higher fiber diameter in prebiotics groups had corresponded a heavier breast muscles in prebiotics groups (Table 9.4). Compared with the control group, prebiotics groups had higher content of intramuscular fat; however, the differences were not statistically significant (P > 0.05). The way of prebiotic administration didn’t affect the cholesterol content in the meat.
In conclusion, the injection of prebiotics in ovo combined with in-water supplementation did not express synergistic effects on broilers performance compared to in ovo injection only. This study has established an elegant protocol for stimulation of the intestinal microflora populations in broiler chickens. It was achieved using a single in ovo prebiotics delivery duting embryonic development. Has been demonstrated dose oprimization method using hatchability and microbiological screening. In basis of the results obtained from this study, it is possible to propose that in ovo route of prebiotic delivery can replace prolonged and costly in-water supplementation of the broiler chickens with those bioactive compounds.
The purpose of the second study was to examine the effect of in ovo injection of 2 different prebiotics, DN and BI, on growth performance, slaughter traits and lipid oxidation of meat in chickens reared under commercial condition. On d 12 of embryonic incubation, 350,560 Ross 308 crossbreed eggs were randomly divided into 3 experimental groups automatically injected in ovo with: physiological saline (control group – C), BI at dose of 3.5mg/egg and DN at dose of 0.88 mg/egg. Hatched chicks (males and females) were housed into 3 poultry houses with a stocking density of 21.2 - 21.5 chicks/m2. Broilers were fed ad libitum commercial diets according to age. At 42 d of age, 15 birds (7 males and 8 females), randomly chosen per each treatment, were individually weighed and slaughtered. The final number of chickens/chicken house, the mortality recorded at 1st week of life and at the end of the experiment, BW/chicken house, stocking density (kg/m2), feed intake, feed conversion rate (FCR) and European Broiler Index were not different (P > 0.05) among the 3 experimental groups. However, treatment with BI and DN were associated with slight increases (P > 0.05) in average BW and a slight reduction (P > 0.05) in the FCR compared to control group. Slaughter traits results showed that chickens from treated groups had significantly higher BW, carcass weight, carcass yield and breast muscle weight than those of control ones. Males had significant higher slaughter traits compared to females, except for breast muscle yield. Meat from in ovo treated birds displayed a higher lipid oxidation levels compared to that from untreated ones along the entire storage time.
Overall, the results obtained at the end of this study have provided interesting information for an effective application of the bioactives to be used in the future in breeding industry, with significant and positive impact on animal welfare and public health.Dal 2006, quando l'Unione Europea ha vietato l'utilizzo di antibiotici promotori della crescita nell' alimentazione avicola (Reg. CE n. 1831/2003), si è manifestata una maggiore incidenza di malattie enteriche che hanno determinato perdite di produttività, nonché un incremento della mortalità. A tale scopo, sono state studiate diverse alternative per sostituire gli antimicrobici al fine di evitare perdite di produttività e salvaguardare la salute dei consumatori. Uno dei metodi per risolvere tale problema riguarda il controllo della microflora del tratto gastrointestinale microbista. Ciò è possibile mediante due modi: il primo metodo riguarda l'introduzione diretta di batteri vivi nel tratto digestivo; il secondo riguarda la creazione di condizioni ottimali per lo sviluppo di batteri benefici. Nell'era post-antibiotici, i probiotici, i prebiotici e la loro combinazione (simbiotici) sono proposti come soluzione ai problemi intestinali dei polli. I prebiotici sono stati utilizzati per migliorare le performance dei polli da carne con un impatto diretto sulla microflora dell’ospite ed un’azione tesa a rafforzare la mucosa intestinale contro gli agenti nocivi. Vi sono diversi modi per fornire i prebiotici ai polli ma, per raggiungere l'efficacia desiderata, essi devono essere somministrati all’animale al più presto. Convenzionalmente, la somministrazione avviene nei mangimi o in acqua, alcune ore/giorni dopo la schiusa; tuttavia, questo approccio si basa sulla quantità di mangime e/o di acqua, la qualità dell'acqua, ed altri fattori (condizioni sperimentali e di campo). Di conseguenza, la dose consumata di prebiotici varia nelle prime ore/giorni dopo la schiusa; inoltre, durante le prime fasi, subito dopo la schiusa, è possibile che i pulcini vengano infettati da batteri nocivi. Per i motivi finora elencati, è stato sviluppato l’approccio "in ovo", che consiste nell’iniettare i prebiotici direttamente nell'uovo durante il periodo di incubazione. Tale metodo consente di somministrare una quantità precisa della sostanza bioattiva a tutti gli embrioni nella fase iniziale di sviluppo, che unifica gli effetti dei prebiotici all’intera popolazione e assicura il corretto sviluppo della microflora intestinale in tutti i pulcini.
La presente ricerca ha avuto lo scopo di valutare gli effetti di prebiotici, somministrati "in ovo", sulle performance di crescita e la qualità della carne (proprietà del collagene intramuscolare, misure delle fibre muscolari, contenuto di colesterolo, ossidazione dei lipidi), di polli da carne Ross 308.
Il primo studio ha avuto come obiettivo quello di valutare gli effetti della modalità di somministrazione dei prebiotici: in ovo, in acqua, in ovo + in acqua sulle performance produttive nel pollo da carne. A tal proposito, sono stati condotti due studi: il primo ha avuto l’obiettivo di ottimizzare le dosi di due prebiotici commerciali DiNovo® (DN), estratto di beta-glucani e Bi2tos (BI), trans galattooligosaccaride da iniettare in ovo. I parametri studiati hanno riguardato la percentuale di schiusa e lo stato batteriologico dei pulcini appena nati. I prebiotici sono stati disciolti in 0,2 ml di soluzione fisiologica, alle dosi: 0,18, 0,88, 3,5 e 7,0 mg/embrione; al gruppo di controllo (C) sono stati iniettati in ovo 0,2 mL di soluzione fisiologica. I risultati di questo primo studio hanno indicato che le dosi ottimali di DN e BI che non riducono la percentuale di schiusa dei pulcini sono di 0,88 mg/embrione per il DN e 3,5 mg/embrione per il BI. Entrambi i prebiotici hanno consentito un aumento del numero di lattobacilli e bifidobatteri nelle feci di pollo (P > 0,05).
Il secondo studio è stato condotto per valutare gli effetti di differenti prebiotici (DN, BI e RFO - oligosaccaridi della famiglia del raffinosio) somministrati in ovo (T1), in acqua (T2) e in modo combinato (in ovo + in acqua) (T3) sulle performance dei broiler e sulle caratteristiche qualitative della carne. Il peso della carcassa, la resa alla macellazione ed il peso e la resa del petto sono risultati più elevati nei gruppi trattati con prebiotici, tuttavia, differenze di significatività (P < 0,05) sono state osservate soltanto tra il DN e il gruppo C. L'assunzione di cibo e l’indice di conversione alimentare sono stati più elevati nei gruppi trattati con prebiotici. I risultati del secondo studio hanno evidenziato che i polli dei gruppi trattati con i prebiotici sono risultati più pesanti (P < 0,05). Differenze significative (P < 0,05) sono state registrate tra il gruppo RFO ed il gruppo C.
Il trattamento con i bioattivi non ha avuto effetti (P > 0,05) sul pH24 ed il colore, ad eccezione del valore dell’indice del rosso (a*), misurato a 45 min dalla macellazione, che è stato più elevato (P < 0,05) nel gruppo C rispetto ai gruppi DN e RFO ed il valore L* 24 ore, che è stato più elevato (P < 0,05) nel gruppo RFO rispetto al gruppo BI. La capacità di ritenzione idrica è stata più elevata in tutti i gruppi di prebiotici rispetto al gruppo di controllo; tuttavia, le differenze non sono risultate significative (P > 0,05). Il trattamento con i prebiotici ha ridotto lievemente il contenuto di grasso intramuscolare e la quantità di colesterolo nella carne (da 47,20 a 49,44 mg/100gr) è risultata simile tra i gruppi sperimentali mentre non ha influenzato le proprietà del collagene intramuscolare. La diversa modalità di somministrazione ha influenzato il peso e la resa in carcassa, in particolare i broiler del gruppo T1 hanno mostrato valori più elevati del peso della carcassa (P < 0,01) e della resa in carcassa (P < 0,05) rispetto al gruppo T3. Il peso del petto è stato simile tra i gruppi sperimentali, mentre la resa del petto è stata maggiore nei polli che hanno ricevuto i prebiotici solo in acqua (T3) rispetto al gruppo C (P < 0,01).
La modalità di amministrazione dei prebiotici ha influenzato marginalmente i parametri chimico-fisici. Il pH del muscolo pettorale, misurato a 45 minuti dopo la macellazione, è stato più elevato (P < 0,01) per il gruppo T3 rispetto agli altri gruppi. Diversamente, dopo 24 ore dalla macellazione la carne dal gruppo T3 ha registrato il valore più basso (5,78) che differiva (P < 0,05) rispetto al gruppo T2 ed al gruppo C (5,86). L’indice del rosso (a*) dopo 45 minuti è stato significativamente influenzato dalla modalità di supplementazione: differenze significative sono state registrate tra il gruppo T2 > T3 (P < 0,01) e tra il gruppo C ed il gruppo T1 (P < 0,05). Differenze significative sono state osservate anche per il colore (a*) dopo 24 ore tra il gruppo T1 > C (P < 0,05).
La capacità di ritenzione idrica è stata influenzata dal metodo di somministrazione: differenze significative (P < 0,05) sono state osservate tra il gruppo T2 ed il gruppo di controllo. La modalità di somministrazione dei prebiotici ha influenzato il diametro delle fibre; infatti, le fibre del gruppo controllo sono risultate di diametro inferiore (P < 0,05) rispetto a quelle del gruppo T3 (in acqua). Il valore del diametro delle fibre dei gruppi T1 e T2 è risultato intermedio (P > 0,05). Comunque, va considerato che ad un diametro delle fibre più elevato ha corrisposto un peso superiore del muscolo pettorale, risultato più pesante nei gruppi trattati con prebiotico. Le caratteristiche del collagene intramuscolare non sono state influenzate dalla modalità del trattamento. Il petto del gruppo controllo, rispetto al petto dei polli dei gruppi prebiotici ha evidenziato un contenuto di grasso intramuscolare più elevato anche se le differenze non sono risultate significative (P > 0,05). La modalità di somministrazione dei prebiotici non ha influenzato il contenuto di colesterolo nella carne.
In conclusione, l’iniezione di prebiotici in ovo combinati con la somministrazione in acqua non ha espresso effetti sinergici sulle performance dei broiler rispetto alla sola iniezione in ovo.
Lo scopo della seconda ricerca è stato quello di esaminare l'effetto dell’iniezione in ovo di 2 diversi prebiotici, DN e BI, sulle performance di crescita, le caratteristiche della carcassa e l'ossidazione dei lipidi della carne di polli allevati in condizioni commerciali. Al 12° giorno di incubazione embrionale, 350.560 uova della linea Ross 308 sono state divise a random in 3 gruppi sperimentali iniettati automaticamente in ovo con: soluzione fisiologica (gruppo di controllo - C), BI alla dose di 3,5 mg/uovo e DN alla dose di 0,88 mg/uovo. I pulcini nati (maschi e femmine) sono stati alloggiati in 3 ricoveri con una densità di 21,2 - 21,5 pulcini/m2. I polli sono stati alimentati ad libitum con diete commerciali formulate in funzione della loro età. A 42 giorni di età, 15 polli da carne (7 maschi e 8 femmine), scelti a caso per ogni trattamento, sono stati pesati e macellati. Il numero finale di polli/pollaio, la mortalità registrata alla 1° settimana di vita e alla fine dell'esperimento, peso vivo/pollaio, densità (kg/m2), l'assunzione di cibo, l’indice di conversione alimentare (FCR) e l’ “European broiler index” non sono risultati diversi tra i 3 gruppi sperimentali (P > 0,05). Tuttavia, il trattamento con BI e DN è stato associato con un leggero aumento (P > 0,05) del peso vivo medio e una lieve riduzione (P > 0,05) del FCR rispetto al gruppo di controllo. Alla macellazione, i broiler di ciascun trattamento hanno mostrato valori significativamente più alti in termini di peso vivo, peso della carcassa, resa in carcassa e peso del muscolo pettorale rispetto a quelli di controllo. Come atteso, i maschi sono risultati significativamente più pesanti e con rese alla macellazione più elevate rispetto alle femmine. Le carni dei polli trattati in ovo con i prebiotici hanno mostrato una maggiore ossidazione dei lipidi rispetto a quelle del gruppo controllo durante tutto il tempo di conservazione (0-6 giorni a 4°C).
Nel complesso, i risultati ottenuti con questo studio hanno fornito interessanti informazioni per un’applicazione efficace delle sostanze bioattive da utilizzare in futuro nell’industria avicola, con un impatto significativo e positivo sul benessere degli animali e sulla salute pubblica.Dottorato di ricerca internazionale in Benessere, biotecnologia e qualità delle produzioni animali - Welfare, biotechnology and quality of animal productions (XXVII ciclo - XXVII cycle
Immunomodulant potentiality of Akkermansia muciniphila in animal models of inflammatory bowel disease (IBD)
No full textCirca 500 specie diverse di batteri colonizzano il tratto gastro-intestinale, in una quantità pari a 1000 miliardi/grammo, dando vita all’ecosistema microbico commensale, le cui dimensioni ne fanno un vero e proprio organo metabolicamente attivo.
La microflora intestinale, che risiede principalmente nel colon, svolge funzioni molto importanti per la salute del nostro organismo come la sintesi di vitamine, acidi grassi (butirrato e proprionato) e amminoacidi, ma è anche in grado di interagire con la barriera mucosale ed il sistema immunitario locale.
La mucosa intestinale normale è costantemente esposta ad un’enorme carica antigenica presente nel lume, cui la flora batterica residente contribuisce in modo imponente. Infatti, l’infiammazione rappresenta un fenomeno normale nell’intestino, una cosiddetta “infiammazione fisiologica”, in quanto i batteri commensali stimolano regolarmente il sistema immunitario.
Quando le strutture preposte al mantenimento dell’omeostasi immunitaria non funzionano correttamente si passa ad una situazione di infiammazione non controllata e quindi all’instaurarsi delle patologie infiammatorie intestinali, anche se, a causa della complessità del microbiota, ancora non è chiara la funzione svolta dai batteri commensali e da quelli patogeni.
Le IBD, come il morbo di Crohn e la colite ulcerosa, sono disordini immuno-mediati perché causano un’abnorme risposta immunitaria e provocano un’infiammazione cronica a livello del tratto gastro-intestinale, accompagnata da sintomi come dolori addominali, diarrea e perdita di sangue.
Recentemente è stato isolato, nel tratto intestinale, un nuovo batterio chiamato Akkermansia muciniphila, appartenente al genere Verrucomicrobia.
Akkermansia muciniphila è un batterio Gram-nagativo, anaerobio stretto, non mobile, asporigeno a forma di cocco o bastoncello con un’insolita struttura cellulare, con sporgenze simili a verruche cellulari, capace di crescere singolarmente o in coppia.
Il mio lavoro si è concentrato sull’approfondimento delle caratteristiche fenotipiche (metabolismo degli zuccheri ed attività enzimatica) e di antibiotico resistenza di A. muciniphila, germe fino ad oggi ancora poco conosciuto.
La presenza di A. muciniphila nell’uomo viene associata ad un buon equilibrio della microflora intestinale e quindi in grado di svolgere un’azione benefica nell’organismo ospite.
Allo scopo di avvalorare queste affermazioni, si è deciso di studiare il ruolo di A. muciniphila in modelli animali di infiammazione intestinale indotta da sodio destrano solfato (DSS).
Gli animali sono stati suddivisi in gruppi: al primo gruppo è stato somministrato il germe vivo, al secondo quello morto, mentre al gruppo di controllo è stata somministrata solo acqua. Successivamente è stata indotta la colite sperimentale. Per analizzare l’andamento della malattia sono stati presi in considerazione tre parametri fondamentali: peso corporeo, peso del colon e DAI (disease activity index). I risultati di questi monitoraggi dimostrano che A. muciniphila è in grado di proteggere gli animali dai sintomi tipici della colite, che colpiscono, invece, quelli non trattati.
Anche l’analisi delle citochine sembra confermare la funzione protettiva del batterio durante le manifestazioni infiammatorie intestinali, perché l’espressione delle citochine durante la colite presenta livelli minori negli animali pre-trattati con Akkermansia muciniphila viva.
In conclusione, è chiaro che questo nuovo germe Akkermansia muciniphila rappresenta uno di quei batteri responsabili dell’apporto benefico all’intestino e sembra avere un ruolo immunomodulante importante in modelli infiammatori intestinali: i dati dimostrano che il germe, presente nella normale microflora intestinale di individui adulti, è in grado di svolgere un ruolo benefico in corso di IBD.
Questo promettente risultato ci permette di auspicare che A. muciniphila possa essere sfruttato, in futuro, come un ottimo target terapeutico nella cura delle patologie infiammatorie intestinali.About 500 different species of bacteria colonize the gastro-intestinal tract, in an amount equal to 1000 billion lire / gram, giving life commensal microbial ecosystem, the dimensions of which make it a real organ metabolically active.
The intestinal microflora, which resides primarily in the colon, performs very important functions for the health of our organism as the synthesis of vitamins, fatty acids (butyrate and proprionate) and amino acids, but is also able to interact with the mucosal barrier and the system Local immune.
The normal intestinal mucosa is constantly exposed to an enormous antigen load in the lumen, where the resident bacterial flora contributes impressive. Indeed, inflammation is a normal phenomenon in the intestine, a so-called "physiological inflammation", as the commensal bacteria stimulate the immune system regularly.
When the structure for maintaining immune homeostasis are not working properly we move to a situation of inflammation is not controlled and the onset of inflammatory bowel disease, although, due to the complexity of the microbiota, is not yet clear the role played by commensal bacteria, and those pathogens.
IBD, such as Crohn's disease and ulcerative colitis, are immune-mediated disorders because they cause an abnormal immune response and cause chronic inflammation at the level of the gastro-intestinal tract, with symptoms such as abdominal pain, diarrhea and loss of blood.
Recently it has been isolated from the intestinal tract, a new bacterium called Akkermansia muciniphila belongs to the genus Verrucomicrobia.
Akkermansia muciniphila is a Gram-negative, strictly anaerobic, not mobile asporogenous shaped coconut or rod with an unusual structure, , with wart-like protrusions phones, able to grow singly or in pairs.
My work has focused on depth phenotypic characteristics (sugar metabolism and enzyme activity) and antibiotic resistance of A. muciniphila, germ until now little known.
The presence of A. muciniphila in humans is associated with a good balance of the intestinal microflora and thus able to perform a beneficial action in the host organism.
In order to substantiate these claims, it was decided to study the role of A. muciniphila in animal models of intestinal inflammation induced by dextran sulfate sodium (DSS).
The animals were divided into groups: the first group was administered the germ vivo, the second dead one, while the control group was administered only water. It was subsequently induced experimental colitis. To analyze the trend of the disease were taken into account three basic parameters: body weight, weight of the colon and DAI (disease activity index). The results of this monitoring show that A. muciniphila is able to protect the animals from the typical symptoms of the colitis, which affect, however, those not treated. The analysis of cytokines appears to confirm the protective function of the bacterium during demonstrations inflammatory bowel, because the expression of cytokines during colitis presents lower levels in animals pre-treated with Akkermansia muciniphila alive.
In conclusion, it is clear that this new germ Akkermansia muciniphila is one of those responsible for the contribution beneficial intestinal bacteria and appears to have an important immunomodulatory role in inflammatory bowel models: the data show that the germ is present in the normal intestinal microflora of individuals adults, is able to play a beneficial role in the course of IBD.
This promising result allows us to hope that A. muciniphila can be used in future as an excellent therapeutic target in the treatment of inflammatory bowel disease.Dottorato di ricerca in Scienze per la salute (XXVIII ciclo
Role of pH in the biological interaction between Fusarium oxysporum f.sp. Lycopersici and Rhizobacteria on tomato plants
No full textLa capacità di adattamento ambientale mediante variazione del pH è un aspetto fondamentale per il quale sia eucarioti che procarioti investono molto in termini energici. L’interazione tra F. oxysporum f.sp. lycopersici e Solanum lycopersicum è influenzata dalla reciproca modificazione del pH della rizosfera. Mentre gli essudati radicali tendono ad acidificare l'ambiente extracellulare, la proliferazione di Fol produce l’alcalinizzazione dei siti di infezione. Inoltre, le secrezioni radicali creano condizioni che promuovono la proliferazione di differenti microrganismi che a loro volta alterano il pH della nicchia ecologica. I rizobatteri, tra cui anche Rahnella aquatilis e Pseudomonas fluorescens, condividono gli stessi meccanismi di acidificazione extracellulare, come ad esempio la produzione di acido gluconico grazie all’attività enzimatica della glucosio deidrogenasi (Gcd). In tale ambito, la presente tesi ha avuto lo scopo di valutare il ruolo dell’enzima batterico Gcd, quindi dell’acido gluconico, nel controllo biologico di Fol. Sulla base dei risultati ottenuti è possibile affermare che il gene batterico Gcd ha un ruolo chiave nel controllo biologico di Fol, ma con implicazioni opposte nei due batteri. In P. fluorescens CHA0 la mutazione knockout del gene Gcd aumenta l'efficacia dell’attività antagonistica nei confronti di Fol, dovuta ad una maggiore sintesi di agenti chelanti. Inoltre, analizzando il fenotipo di mutanti knockout, singoli e doppi, per geni codificanti per le vie biosintetiche dei composti antifungini, 2,4-diacetylphloroglucinol (2,4-DAPG) e pyoluteorin (PLT), è possibile affermare che queste molecole non hanno un ruolo cruciale nella inibizione fungina. R. aquatilis ha una forte attività di acidificazione extracellulare, capacità persa dai mutanti Δgcd. Per quest’ultima specie batterica l'acidificazione della rizosfera può essere considerata la principale modalità di azione di controllo biologico di Fol. Infatti, impedendo l'acidificazione della rizosfera, mediante aggiunta di soluzioni tampone oppure per mezzo di mutazioni nel gene Gcd, l’attività antagonistica si riduce drasticamente. Come altro analizzato, la produzione di acido fusarico da parte di Fol, ha permesso di comprendere meglio l'influenza del pH sulla virulenza di questo patogeno. In generale, i risultati ottenuti hanno evidenziato l’esistenza di una reazione tra produzione di acido fusarico e aumento del pH extracellulare e maggiore capacità chelante del brodo colturale del mezzo di crescita fungina. E’ stato visto inoltre, come anche la fonte azotata ha influenza sul pH extracellulare e di conseguenza sulla produzione di acido fusarico da parte di Fol. Nel ceppo wild type di Fol la produzione di acido fusarico è anche risultata alterata da variabili chimiche connesse con la disponibilità di ferro. Infatti, in presenza di agenti chelanti (pioverdina ed EDTA) o pH alcalino tamponato la sintesi di questo metabolita da parte del patogeno aumenta, mentre si riduce drasticamente in presenza di ferro o pH acido tamponato. È stata anche osservata la migliore tolleranza all’acido fusarico da parte del mutante knockout Δgcd (ceppo CHA1196) di P. fluorescens rispetto al wild type (ceppo CHA0), questa tolleranza è stata direttamente proporzionale alla presenza di ferro e / o pioverdina. Infine, analizzando la produzione di acido fusarico in otto ceppi di F. oxysporum f.sp. ciceris, è stato possibile associare la secrezione di questo metabolita secondario all’ingiallimento fogliare di piante sintomatiche di cece affette da fusariosi. Sulla base dei risultati ottenuti è possibile concludere che il pH è, al tempo stesso, sia un fattore importante sia per la virulenza di Fol sia per il biocontrollo dello stesso da parte di batteri antagonisti. L'alcalinizzazione extracellulare innesca meccanismi di competizione per i cationi (ad esempio il ferro), con conseguente aumento della secrezione di siderofori sia da parte di P. fluorescens sia di Fol. Considerato il ruolo critico nella di competizione per i cationi di interesse biologico tra il microbioma e la pianta ospite, l'acido fusarico può essere considerato una molecola chelante con attività simile a quella dei siderofori.
In conclusione, il presente studio ha permesso di chiarire il ruolo di alcuni importanti aspetti (pH, siderofori, acido fusarico) coinvolti nei meccanismi di interazione tra patogeno fungino modello e agenti di lotta biologica batterici. I risultati positivi ottenuti aprono la strada a future ricerche volte ad una migliore e più rapida comprensione delle complesse interazioni messe in atto tra microrganismi utili e patogeni fungini ad habitat terricolo, al fine di ottimizzarne il controllo biologico.The main aspect for microbial and plants adaptation is the ability to change the pH in the microenvironment where they are living and this activity require the involvement of additional energy from eukaryotes and prokaryotes. In the trophic interaction between F. oxysporum f.sp. lycopersici (Fol) and Solanum lycopersicum the influence on the rhizosphere pH is a key factor affecting the results of infection process and disease progress. The root exudates acidify the extracellular environment and, by contrast, Fol proliferation alkalinize the infection sites. Roots secretion produce conditions that promotes microbial proliferation, which in turn alter the pH of this ecological niche. The rhizobacteria Rahnella aquatilis and Pseudomonas fluorescens share the same extracellular acidification mechanisms (i.e. gluconic acid production, glucose dehydrogenase “Gcd” activity). The aim of this PhD thesis was to evaluate the role of the bacterial enzyme Gcd on the biological control of Fol. Basing on obtained results it is possible that the Gcd bacterial gene may have a key role in the biological control of Fol, but with opposite implication in the two tested bacteria. In P. fluorescens strain CHA0 the knockout gene mutation (Gcd) increases the effectiveness in the antagonistic activity against Fol by an increase of chelating agents synthesis. Moreover, analyzing the phenotypes of single and double knockout mutants for the antifungal compounds, 2,4-diacetylphloroglucinol (2,4-DAPG) and pyoluteorin (PLT), it is possible to confirm that these genes don’t exert a crucial role in the fungal inhibition. R. aquatilis has a strong extracellular acidification activity and such ability is loosed in the Δgcd mutants. For this bacterial species the rhizosphere acidification can be considered the main mode of action in its biological control against Fol. Inhibiting the rhizosphere acidification, by using buffer solutions or by Gcd gene disruption, the antagonistic activity is drastically reduced. This finding allowed us to evidence the influence of pH on the virulence of Fol by analyzing the fusaric acid production in the pathogen. Collectively the results of this investigation evidence a clear relationship among fusaric acid production, extracellular pH increasing and increasing of chelating agents in the crude cellular culture broth. We also observed how the extracellular pH, and then Fol fusaric acid production, can be influenced by the nitrogen sources. In the Fol wild type strain the fusaric acid production is influenced by chemical variables linked with the iron availability. Indeed the presence of chelating agents (pyoverdine and EDTA) or alkaline-buffered pH, the pathogen increases the synthesis of this metabolites, while drastically reduces such compounds in the presence of iron or acid-buffered pH. Furthermore, we observed a better tolerance to fusaric acid by both strains of P. fluorescens, CHA0 wild type and CHA1196 Δgcd strain. Finally, analyzing the fusaric acid production in eight strains of F. oxysporum f.sp. ciceris, the production of this secondary metabolite can be associated with the yellowing symptom in chickpea plants affected by fusariosis. These results evidenced a crucial role of pH for both Fol virulence and biological control of antagonistic bacteria. The extracellular alkalinization triggers competition mechanisms for cations (e.g. iron), where P. fluorescens and Fol increases the siderophores secretion. Fusaric acid can work as a siderophore playing a critical role in the cations competition with microbiome and host plant. In conclusion, the present study clearly evidenced the role of some important factors (i.e. pH, siderophores and fusaric acid) involved in the mechanisms of action between the fungal pathogen (Fol, used as a model of study) and two selected antagonistic rhizobacteria. These positive results open the way to future research aimed at a better understanding of the multiple and complex fungal pathogens-bacteria interactions.Dottorato di ricerca in Difesa e qualità delle produzioni agro-alimentari e forestali (XXVIII ciclo