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Endothelial glycocalyx is an undefined structure covering the luminal layer of the vascular endothelium and consisting mainly of three elements: proteoglycans, glycosaminoglycans and glycoproteins. It has different functions, such as the regulation of vascular permeability to liquids and molecules; transduction of the mechanical forces of vascular tension; regulation of coagulation and fibrinolysis cascades; and protection of leukocyte, platelet and pathogen adhesion. The determinants of a glycocalyx lesion can be of several types―e.g., increased tensile forces; reactive oxygen (O2) species; increased plasma level of substances such as sodium (hypernatremia), glucose (hyperglycemia) and cholesterol (hypercholesterolemia); and pro-inflammatory molecules. Any of the above-mentioned noxas, alone or combined, injure the glycocalyx. Its dysfunction will be clinically expressed as endothelial dysfunction, increased vascular permeability, filtration of lipoproteins to the subendothelium, activation of coagulation, or increased adhesion of leukocytes and platelets to the endothelium

RESUMO Objetivo: Investigar se a hiperemia reativa correlaciona-se com marcadores de disfunção endotelial e pode ser utilizada para identificar sepse na doença crítica. Métodos: Trata-se de estudo prospectivo em uma coorte de pacientes críticos. A disfunção endotelial foi avaliada quando da admissão, por meio da quantificação de hiperemia por tonometria arterial periférica e níveis plasmáticos de endotelina 1, E-selectina solúvel, endocana e sindecano 1. Os pacientes sépticos foram comparados com pacientes sem evidência de infecção. Resultados: Cinquenta e oito pacientes sépticos foram comparados com 28 controle. O logaritmo natural da tonometria arterial periférica teve correlação negativa com comorbidades cardiovasculares, severidade da doença e níveis plasmáticos de E-selectina solúvel (p = 0,024) e sindecano 1 (p < 0,001). O logaritmo natural da tonometria arterial periférica foi mais baixo nos pacientes sépticos quando comparado com os de pacientes controle (0,53 ± 0,48 versus 0,69 ± 0,42, respectivamente) e, quando ajustado à idade, o modelo multivariado predisse que cada 0,1 de diminuição em unidades de logaritmo natural da tonometria arterial periférica levou a aumento de 14,6% na probabilidade de infecção. Conclusão: A hiperemia reativa avaliada por tonometria arterial periférica tem estreita relação com E-selectina solúvel e sindecano 1, o que sugere associação entre ativação endotelial, degradação de glicocálix e reatividade vascular. A hiperemia reativa por tonometria arterial periférica parece estar comprometida em pacientes críticos, especialmente os com sepse. Abstract Objective: To investigate whether reactive hyperemia measured by peripheral arterial tonometry correlates with markers of endothelial dysfunction and may be used to identify sepsis in critical illness. Methods: A prospective study was performed using a cohort of critically ill patients. Endothelial dysfunction was assessed on admission by quantifying reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry and plasma levels of endothelin-1, soluble E-selectin, endocan and syndecan-1. Septic patients were compared to patients without evidence of infection. Results: Fifty-eight septic patients were compared to 28 controls. The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was negatively correlated with cardiovascular comorbidities, disease severity and plasma levels of soluble E-selectin (p = 0.024) and syndecan-1 (p < 0.001). The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was lower in septic patients than in controls (0.53 ± 0.48 versus 0.69 ± 0.42, respectively). When adjusted for age, the multivariable model predicted that each 0.1-unit decrease in natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry increased the odds for infection by 14.6%. m. Conclusion: Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry is closely related to soluble E-selectin and syndecan-1, suggesting an association between endothelial activation, glycocalyx degradation and vascular reactivity. Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry appears to be compromised in critically ill patients, especially those with sepsis.

To investigate whether reactive hyperemia measured by peripheral arterial tonometry correlates with markers of endothelial dysfunction and may be used to identify sepsis in critical illness.A prospective study was performed using a cohort of critically ill patients. Endothelial dysfunction was assessed on admission by quantifying reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry and plasma levels of endothelin-1, soluble E-selectin, endocan and syndecan-1. Septic patients were compared to patients without evidence of infection.Fifty-eight septic patients were compared to 28 controls. The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was negatively correlated with cardiovascular comorbidities, disease severity and plasma levels of soluble E-selectin (p = 0.024) and syndecan-1 (p0.001). The natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry was lower in septic patients than in controls (0.53 ± 0.48 versus 0.69 ± 0.42, respectively). When adjusted for age, the multivariable model predicted that each 0.1-unit decrease in natural logarithm of reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry increased the odds for infection by 14.6%. m.Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry is closely related to soluble E-selectin and syndecan-1, suggesting an association between endothelial activation, glycocalyx degradation and vascular reactivity. Reactive hyperemia-peripheral arterial tonometry appears to be compromised in critically ill patients, especially those with sepsis.Investigar se a hiperemia reativa correlaciona-se com marcadores de disfunção endotelial e pode ser utilizada para identificar sepse na doença crítica.Trata-se de estudo prospectivo em uma coorte de pacientes críticos. A disfunção endotelial foi avaliada quando da admissão, por meio da quantificação de hiperemia por tonometria arterial periférica e níveis plasmáticos de endotelina 1, E-selectina solúvel, endocana e sindecano 1. Os pacientes sépticos foram comparados com pacientes sem evidência de infecção.Cinquenta e oito pacientes sépticos foram comparados com 28 controle. O logaritmo natural da tonometria arterial periférica teve correlação negativa com comorbidades cardiovasculares, severidade da doença e níveis plasmáticos de E-selectina solúvel (p = 0,024) e sindecano 1 (p0,001). O logaritmo natural da tonometria arterial periférica foi mais baixo nos pacientes sépticos quando comparado com os de pacientes controle (0,53 ± 0,48 versus 0,69 ± 0,42, respectivamente) e, quando ajustado à idade, o modelo multivariado predisse que cada 0,1 de diminuição em unidades de logaritmo natural da tonometria arterial periférica levou a aumento de 14,6% na probabilidade de infecção.A hiperemia reativa avaliada por tonometria arterial periférica tem estreita relação com E-selectina solúvel e sindecano 1, o que sugere associação entre ativação endotelial, degradação de glicocálix e reatividade vascular. A hiperemia reativa por tonometria arterial periférica parece estar comprometida em pacientes críticos, especialmente os com sepse.

In this paper, we present the results of a study on the influence of hydrodynamic effects on the surface potentials of the erythrocyte membrane, comparing two different models formulated to simulate the electrophoretic movement of a biological cell: the classical Helmholtz-Smoluchowski model and a model presented by Hsu et al. (1996). This model considers hydrodynamic effects to describe the distribution of the fluid velocity. The electric potential equation was obtained from the non-linear Poisson-Boltzmann equation, considering the spatial distribution of electrical charges fixed in glycocalyx and cytoplasmic proteins, as well as electrolyte charges and ones fixed on the surfaces of lipidic bilayer. Our results show that the Helmholtz-Smoluchowski model is not able to reflect the real forces responsible to the electrophoretic behavior of cell, because it does not take account the hydrodynamic effects of glycocalyx. This charged network that covers cellular surface constitutes a complex physical system whose electromechanical characteristics cannot be neglected. Then, supporting the hypothesis of other authors, we suggest that, in electrophoretic motion analyses of cells, the classical model represents a limiting case of models that take into account hydrodynamic effects to describe the velocity distribution of fluid. RESUMO Neste artigo, estamos apresentando os resultados de um estudo sobre a influência de efeitos hidrodinâmicos sobre os potenciais superficiais da membrana do eritrócito, comparando dois modelos diferentes formulados para simular o movimento eletroforético de uma célula biológica: o modelo clássico de Helmholtz-Smoluchowski e um modelo apresentado por Hsu et al. (1996). Este modelo considera efeitos hidrodinâmicos para descrever a distribuição da velocidade do fluido. A equação do potencial eletrônico foi obtida da equação não linear de Poisson-Boltzmann, considerando a distribuição espacial das cargas elétricas fixas no glicocálix e nas proteínas citoplasmáticas, assim como as cargas eletrolíticas e as fixas nas superfícies da bicamada. Nossos resultados mostram que o modelo de Helmholtz-Smoluchowski não é capaz de refletir as forças reais responsáveis pelo comportamento eletroforético de células, pois este não leva em conta os efeitos hidrodinâmicos do glicocálix. Esta rede carregada que cobre a superfície celular constitui um sistema físico complexo cujas características eletromecânicas que não podem ser desprezadas. Assim, corroborando a hipótese de outros autores, sugerimos que, em análises de movimento eletroforético de células, o modelo clássico representa um caso limite de modelos que levam em conta os efeitos hidrodinâmicos para descrever a distribuição de velocidade do fluido.

ResumenLa necesidad de separar a las bacterias del sedimento para lograr un conteo adecuado ha llevado a probar la eficiencia de distintas técnicas. En este trabajo se comparan técnicas tradicionales: agitación manual, homogenización, ultrasonicación y adición de surfactante. Además, se propone la posibilidad de usar un conjunto de enzimas (pancreatina) y un antibiótico (ampicilina) para la extracción de coliformes del sedimento. Las muestras se obtuvieron del lago de Xochimilco, Ciudad de México. Después de aplicar cada técnica de separación de bacterias se determinó el número más probable de coliformes. La mayoría de las técnicas probadas generaron números similares a la técnica tomada como control (agitación manual). Únicamente se observó una mayor concentración de coliformes totales con el uso de la ampicilina (Mann-Whitney, z=2,09; p=0,03). Es posible proponer el uso de la ampicilina como técnica para la extracción de coliformes totales, sin embargo, es necesario considerar la sensibilidad de las bacterias al antibiótico.AbstractThe need to separate bacteria from sediment in order to appropriately count them has led to test the efficacy of different techniques. In this research, traditional techniques such as manual shaking, homogenization, ultrasonication, and surfactant are compared. Moreover, the possibility of using a set of enzymes (pancreatine) and an antibiotic (ampicillin) for sediment coliform extraction is proposed. Samples were obtained from Xochimilco Lake in Mexico City. The most probable number of coliform bacteria was determined after applying the appropriate separation procedure. Most of the techniques tested led to numbers similar to those of the control (manual shaking). Only with the use of ampicillin, a greater total coliform concentration was observed (Mann-Whitney, z=2.09; p=0.03). It is possible to propose the use of ampicillin as a technique for total coliform extraction; however, it is necessary to consider sensitivity of bacteria to the antibiotic.