Adaptation of granular sludge microbial communities to nitrate, sulfide, and/or p-cresol removal

Effluents from petroleum refineries contain a toxic mixture of sulfide, nitrogen, and phenolic compounds that require adequate treatment for their removal. Biological denitrification processes are a cost-effective option for the treatment of these effluents, but the knowledge on the microbial interactions in simultaneous sulfide and phenol oxidation in denitrifying reactors is still very limited. In this work, microbial community structure and macrostructure of granular biomass were studied in three denitrifying reactors treating a mixture of inorganic (sulfide) and organic (p-cresol) electron donors for their simultaneous removal. The differences in the available substrates resulted in different community assemblies that supported high removal efficiencies, indicating the community adaptation capacity to the fluctuating compositions of industrial effluents. The three reactors were dominated by nitrate reducing and denitrifying bacteria where Thiobacillus spp. were the prevalent denitrifying organisms. The toxicity and lack of adequate substrates caused the endogenous decay of the biomass, leading to release of organic matter that maintained a diverse although not very abundant group of heterotrophs. The endogenous digestion of the granules caused the degradation of its macrostructure, which should be considered to further develop the denitrification process in sulfur-based granular reactors for treatment of industrial wastewater with toxic compounds

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Actinomicosi com a causa d'abscessos laterocervicals recidivants / Actinomicosis como causa de abscesos laterocervicales de repetición / Actinomycosis as a cause of recurrent cervical abscesses

Introducció: l'adenitis cervical aguda és relativament freqüent en pediatria. Davant adenitis o abscessos cervicals de repetició o d'evolució tòrpida, cal descartar malformacions congènites (quist branquial, fístula del si piriforme o quist tiroglòs), infeccions per micobacteris i immunodeficiències. Altres causes més infreqüents són la nocardiosi, l'actinomicosi, la toxoplasmosi i els tumors. Cas clínic: es presenta el cas d'una nena de 7 anys amb antecedents d'abscessos laterocervicals de repetició (cinc episodis des dels 2 anys) que consulta per nou episodi. Prèviament havia requerit drenatge quirúrgic en quatre ocasions (amigdalectomia i marsupialització de l'abscés en un episodi). Els estudis microbiològics havien mostrat creixement de flora orofaríngia, i els estudis d'imatge no havien objectivat malformacions. En l'episodi actual es realitza drenatge i s'aïlla Actinomyces odontolyticus al cultiu anaerobi del material purulent drenat. Completa cinc setmanes d'antibioteràpia endovenosa i sis mesos més amb tractament oral, i presenta una evolució excel•lent. Comentaris: l'actinomicosi és una malaltia infreqüent cau-sada per bacteris del gènere Actinomyces. La forma de presentació més habitual és la d'abscessos cervicals recidivants. L'aïllament del germen no sempre és fàcil perquè requereix condicions específiques per obtenir creixement. La presència de grànuls de sulfur a la histologia pot ajudar al diagnòstic. L'actinomicosi requereix desbridament quirúrgic i/o drenatge i tractament antibiòtic perllongat per tal d'aconseguir la curació definitiva

Introducción. La adenitis cervical aguda es relativamente frecuente en pediatría. Ante adenitis o abscesos cervicales de repetición o de evolución tórpida es necesario descartar malformaciones congénitas (quiste branquial, fístula del seno piriforme o quiste tirogloso), infecciones por micobacterias e inmunodeficiencias. Otras causas más infrecuentes son la nocardiosis, la actinomicosis, la toxoplasmosis y los tumores. Caso clínico. Se presenta el caso de una niña de 7 años con antecedentes de abscesos laterocervicales de repetición (cinco episodios desde los 2 años) que consulta por nuevo episodio. Previamente había requerido drenaje quirúrgico en cuatro ocasiones (amigdalectomía y marsupialización del absceso en un episodio). Los estudios microbiológicos habían mostrado crecimiento de flora orofaríngea y los estudios de imagen no habían objetivado malformaciones. En el episodio actual se realiza drenaje y se aísla Actinomyces odontolyticus en el cultivo anaerobio del material purulento drenado. Completa cinco semanas de antibioterapia endovenosa y seis meses más con tratamiento oral, presentando excelente evolución. Comentarios. La actinomicosis es una enfermedad infrecuente causada por bacterias del género Actinomyces. La forma de presentación más habitual es la de abscesos cervicales recidivantes. El aislamiento del germen no siempre es fácil porque requiere condiciones específicas para obtener crecimiento. La presencia de gránulos de sulfuro en la histología puede ayudar al diagnóstico. La actinomicosis requiere desbridamiento quirúrgico y/o drenaje y tratamiento antibiótico prolongado para conseguir la curación definitiva (AU)

Introduction. Acute cervical adenitis is quite frequent in paediatrics. In the presence of recurrent or refractory adenitis or cervical abscesses it is necessary to rule-out congenital malformations (branchial cleft cyst, pyriform sinus or thyroglossal cyst), mycobacterial infections and immunodeficiencies. Other less common causes are nocardiosis, actinomycosis, and tumours. Case report. A 7-year-old girl with history of repeated cervical abscesses (five episodes since she was 2 years old) returned for a new-onset cervical abscess. Previously she required surgical drainage in four occasions (in one episode tonsillectomy and marsupialization was done). Microbiological studies revealed normal oropharyngeal flora, immunological evaluation was normal, and no congenital malformations were detected on imaging studies. In the current episode an anaerobic culture of the drainage grew Actinomyces odontolyticus. The patient responded well to 5 weeks of intravenous antibiotic therapy and 6 more months of oral treatment, with full resolution. Comments. Actinomycosis is an infrequent disease caused by bacteria from Actinomyces genera. The more usual presentation is repeated cervical abscesses. The isolation of the bacterium can be congènidifficult as it requires specific anaerobic conditions for growth. The presence of sulfur granules in histology can help with the diagnosis. Actinomycosis requires surgical debridement or drainage and extended antibiotic course for definitive treatment and full recovery (AU)

Antioxidant and hypoglycemic effects of Sulphurous water on alloxan-induced diabetic rats: a preliminary study / Efeitos antioxidantes e hipoglicemiantes da água sulfurosa em ratos com diabetes induzido pela aloxana: um estudo preliminar

Objective: the aim of this work was to evaluate possible anti-diabetic effects of drinking sulphurous water on rats. Materials and Methods: rats were separated in control group, sulphurous water group, alloxan-induced diabetes mellitus with or without sulphorous water drinking. Glycemia and blood superoxide dismutase (SOD) values were determined. Results: alloxan-induced diabetic rats had increased glycemic values and massive oxidative stress evidenced by decreased SOD values. Sulphurous water drinking reversed the diabetic effects of alloxan. Conclusion: sulphurous water reversed the hyperglycemic state of rats and improved SOD synthesis, offering beneficial effects for diabetics (AU)

Objetivo: o objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis efeitos anti-diabéticos de ingerir água sulfurosa em ratos. Material e Métodos: ratos foram divididos em grupo controle, grupo de águas sulforosas e diabetes induzido por aloxana com ou sem água sulfurosa. Foram determinados os valores sanguíneos de glicemia e da enzima superóxido dismutase (SOD). Resultados: no grupo de diabetes induzido pela aloxana houve aumento dos valores de glicemia e de estresse oxidativo pela diminuição dos valores de SOD. A ingestão de água sulfurosa reverteu os efeitos diabéticos da aloxana. Conclusão: a água sulfurosa inverteu o estado hiperglicêmico de ratos e melhorou a síntese de SOD, oferecendo efeitos benéficos aos diabéticos (AU)

Efecto de AM3 en la calidad de vida de pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica en subgrupos de riesgo / Effect of AM3 on health-related quality of life in patients with chronic obstructive pulmonary disease belonging to risk groups

Fundamento y objetivo: El AM3 es un inmunomodulador que ha demostrado mejorar de forma significativa la calidad de vida en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). En este estudio se analiza su efecto en la calidad de vida en subgrupos de riesgo y se identifican los factores asociados con el cambio en la calidad de vida en pacientes con EPOC. Pacientes y método: Se trata de un ensayo clínico aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo y de grupos paralelos de 6 meses de duración. Incluyó a 253 pacientes con una edad media (desviación estándar) de 67,7 (8,1) años y una cifra media de volumen espiratorio forzado en el primer segundo (FEV1) del 49,7% (10,2%). Resultados: Tan sólo 121 pacientes (47,8%) presentaron al menos una agudización. La mejoría en el St. George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) en los pacientes que experimentaron agudizaciones y que recibieron AM3 fue significativamente superior a la de los que recibieron placebo (­8,10 frente a ­2,5 unidades; p < 0,034). Los pacientes tratados con corticoides inhalados también mejoraron más con AM3 que con placebo (­9,17 frente a ­4,44; p < 0,035). En los 108 pacientes con FEV1 menor del 50% las diferencias no fueron estadísticamente significativas (­9,57 frente a ­6,57; p = 0,23). Los factores asociados al cambio en el SGRQ fueron el SGRQ inicial (p < 0,001), la presencia de agudizaciones (p < 0,008), un valor del FEV1 inferior al 50% (p < 0,032) y el tratamiento con AM3 (p < 0,004). Conclusiones: En pacientes que presentaron agudizaciones durante el seguimiento, el tratamiento con AM3 previno el deterioro de la calidad de vida. Junto al tratamiento con AM3, la puntuación basal del SGRQ, la presencia de agudizaciones y una peor función pulmonar fueron factores asociados de forma independiente al cambio en el SGRQ

Background and objective: AM3 is an immunomodulator that significantly improves the quality of life of patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). This study examined the effect of AM3 on the quality of life of patients in different risk groups and identified the factors associated with change in this variable. Patients and method: This was a randomized, double-blind, placebo-controlled trial involving parallel groups of patients. The duration of the trial was 6 months. The study involved 253 patients with a mean (standard deviation) age of 67.7 (8.1) years and a mean forced expiratory volume in one second (FEV1) of 49.7% (10.2%). Results: Only 121 patients (47.8%) suffered at least one exacerbation during the 6 months period. At the end of the study period, the improvement in St. George's Respiratory Questionnaire (SGRQ) score in those patients who suffered an exacerbation but who received AM3 was significantly greater than that experienced by similar placebo-treated patients (­8.10 compared to ­2.5 units; p = 0.034). Patients treated with inhaled corticoids also improved more with AM3 than with placebo (­9.17 compared to ­4.44; p = 0.035). In the 108 patients with an FEV1 of < 50%, the improvements were not significantly different (­9.57 vs. ­6.57; p = 0.23). The factors influencing the change in SGRQ score were baseline SGRQ (p < 0.001), exacerbations (p < 0.008), an FEV1 of < 50% (p < 0.032) and treatment with AM3 (p < 0.004). Conclusions: Among the patients who experienced exacerbations, treatment with AM3 helped prevent the deterioration of their quality of life. Along with AM3 treatment, the factors that independently influenced the change in SGRQ score were suffering from an exacerbation and poorer pulmonary function

Sulfide removal and elemental sulfur recycling from a sulfide-polluted medium by Allochromatium vinosum strain 21D / Eliminación de sulfuro y reciclado de azufre elemental de un medio contaminado con sulfuro por Allochromatium vinosum cepa 21D

Phototrophic purple sulfur bacteria oxidize sulfide to elemental sulfur, which is stored as intracellular sulfur globules. The mutant Allochromatium vinosum strain 21D, containing an inactivated dsrB gene, is unable to further oxidize intracellularly stored sulfur to sulfate. This mutant was used as a biocatalyst in a biotechnological process to eliminate sulfide from synthetic wastewater and to recycle elemental sulfur as a raw material. For this purpose, the mutant was grown in an illuminated 5-liter bioreactor (30 microE/m2/s PAR) at 30 degrees C for 61 days in anoxic phototrophic medium. The process of sulfide removal was semi-continuous and consisted of three consecutive fed-batch sections. Sulfide was repeatedly added into the bioreactor and oxidized by the cells to sulfur. In the presence of the mutant, no unwanted sulfate was produced during sulfide removal. A maximum sulfide removal rate of 49.3 microM/h, a maximum sulfide removal efficiency of 98.7%, and 60.4% sulfur recycling were achieved (AU)

Las bacterias fotótrofas rojas del azufre oxidan sulfuro a azufre elemental, que se almacena en el interior de la célula en forma de glóbulos de azufre. Debido a una inactivación del gen drsB, el mutante Allochromatium vinosum 21D es incapaz de continuar la oxidación del azufre almacenado intracelularmente y formar sulfato. Este mutante se utilizó como biocatalizador en un proceso biotecnológico para eliminar sulfuro de agua residual sintética y para reciclar azufre elemental como materia prima. Con esta finalidad, se cultivó dicho mutante en un biorreactor iluminado de 5 litros (30 μE/m2/s PAR), durante 61 días a 30°C en un medio fototrófico anóxico. El proceso de eliminación de sulfuro era semicontinuo y consistía en tres secciones consecutivas de cultivo con alimentación (fed-batch). El sulfuro se añadía continuamente al biorreactor y las células lo oxidaban hasta azufre. En presencia del mutante, durante la eliminación de sulfuro no había producción del sulfato no deseado. Se obtuvo una velocidad máxima de eliminación de sulfuro de 49,3 μM/h, con una eficacia máxima de 98,7% y un reciclado del 60,4% de azufre (AU)

Distribution of phototrophic populations and primary production in a microbial mat from the Ebro Delta, Spain / Distribución de poblaciones fotótrofas y producción primaria en un tapete microbiano del delta del Ebro (España)

Microbial mats arising in the sand flats of the Ebro Delta (Tarragona, Spain) were investigated during the summer season, when the community was highly developed. These mats are composed of three pigmented layers of phototrophic organisms, an upper brown layer mainly composed of Lyngbya aestuarii and diatoms, an intermediate green layer of the cyanobacterium Microcoleus chthonoplastes, and an underlying pink layer of a so-far unidentified purple sulfur bacterium. In the photic zone, oxygenic phototrophs constitute about 58% of total photosynthetic biomass, measured as biovolume, and anoxygenic phototrophs represent 42%. Diatoms constitute 11.8% of the oxygenic biomass, M. chthonoplastes 61.2%, and L. aestuarii and coccoid cyanobacteria 20.6 and 6.4%, respectively. In this laminated community, organic matter has an autochthonous origin, and photosynthesis is the most important source of organic carbon. Oxygen production reaches up to 27.2 mmol O(2) m(-2) h(-1), measured at 1000 microE m(-2) s(-1) light intensity, whereas oxidation of sulfide in the light has been calculated to be 18.6 mmol S m(-2) h(-1). This amount represents 26% of the total photosynthetic production in terms of photoassimilated carbon, demonstrating the important role of anoxygenic phototrophs as primary producers in the pink layer of Ebro Delta microbial mats (AU)

Los tapetes microbianos que se establecen en los sedimentos litorales del delta del Ebro (Tarragona, España) fueron investigados durante el verano, cuando la comunidad estaba muy desarrollada. Dichos tapetes se componen de tres capas pigmentadas, con diferentes organismos fotótrofos. La capa superior es de color marrón y está compuesta principalmente por Lyngbya aestuarii y diatomeas. Debajo de ésta, se observa una capa intermedia de color verde, donde predomina la cianobacteria Microcoleus chthonoplastes. Finalmente, por debajo de las dos anteriores se ve una lámina rosa, en la que el organismo fototrófico dominante es una nueva bacteria roja del azufre no identificada hasta este momento. En la zona fótica, los organismos fototróficos oxigénicos representan un 58 por ciento de la biomasa fotosintética total, medida ésta como biovolumen; el 48 por ciento restante corresponde a los organismos fotótrofos anoxigénicos. En relación a la biomasa oxigénica, las diatomeas constituyen un 11,8 por ciento del total, mientras que M. chthonoplastes, L. aestuarii y las cianobacterias cocoides representan un 61,2 por ciento, un 20,6 por ciento y un 6,4 por ciento, respectivamente. En esta comunidad multilaminada, la materia orgánica es de origen autóctono y la fotosíntesis es la principal fuente de carbono orgánico. La producción de oxígeno alcanza los 27,2 mmol O2 m-2 h-1 medida a una intensidad de luz de 1000 µE m-2 s-1. Mientras que la oxidación de sulfuro a la luz es de 18,6 mmoles S m-2 h-1. Esta última cantidad representa un 26 por ciento de la producción fotosintética total, expresada como C fotoasimilado, lo cual pone de manifiesto el papel destacado de las bacterias fototrofas anoxigénicas como productores primarios en la capa roja de los ecosistemas estudiados (AU)

Studying marine microorganisms from space / El estudio de los microorganismos marinos desde el espacio

Microorganisms are but a few micrometers in diameter and are not visible to the naked eye. Yet, the large numbers of microorganisms present in the oceans and the global impact of their activities make it possible to observe them from space. Here a few examples of how microorganisms can be studied from satellites are presented. The first case is the best known: the main pigment used in photosynthesis (chlorophyll a) can be determined from satellites. These kinds of studies have contributed a tremendous amount of understanding about the distribution and dynamics of primary production in the oceans. Two other examples will concern analysis of heterotrophic prokaryotic production and estimates of dimethyl sulfide (DMS) concentration and flux to the atmosphere. These three processes are of fundamental importance for the functioning of the biosphere. Marine microbes carry out about half of the total primary production in the planet. A substantial fraction of the respiration in the oceans is due to the activity of heterotrophic prokaryotes. Finally, the flux of DMS to the atmosphere is believed to constitute one of the mechanisms by which the biota can regulate climate. The global implications of microbial processes in the oceans can only be addressed with the help of satellites (AU)

Los microorganismos no miden más que unos micrómetros de diámetro y no son visibles a simple vista. Sin embargo, el gran número de microorganismos presentes en los océanos y el impacto global de sus actividades hacen posible su observación desde el espacio. Este estudio presenta algunos ejemplos de cómo pueden estudiarse los microorganismos desde los satélites. El primer caso es el más conocido: el principal pigmento utilizado en la fotosíntesis (la clorofila a) puede determinarse desde un satélite. Este tipo de estudios han contribuido de forma espectacular a la comprensión de la distribución y dinámica de la producción primaria en los océanos. Otros dos ejemplos tienen que ver con la producción de los procariotas heterótrofos y con las estimaciones de la concentración de sulfuro de dimetilo (DMS) y de su flujo hacia la atmósfera. Estos tres procesos son de enorme importancia para el funcionamiento de la biosfera. Los microorganismos marinos llevan a cabo aproximadamente la mitad de la producción primaria total del planeta. Una parte importante de la respiración en los océanos se debe a la actividad de los procariotas heterótrofos. Por último, el flujo de DMS hacia la atmósfera constituye uno de los mecanismos por los cuales la biota puede regular el clima. La implicación global de los procesos microbianos en los océanos sólo puede estudiarse con ayuda de los satélites (AU)

Microbial mats and the search for minimal ecosystems / Los tapetes microbianos y la búsqueda de los ecosistemas mínimos

This article reviews some ecological concepts common to all kinds of ecosystems, describes the characteristics of microbial mats, and focuses on the description of the Ebro Delta microbial mats, to assess whether they fit the concept of a minimal ecosystem. First, microorganisms as components of ecosystems are considered, and some features of microbial life, including ubiquity, size and metabolism, genetic versatility, and strategies to overcome unfavorable conditions, are discussed. Models for ecosystems, regardless of their size, have the same basic components; tropical forests, multilayered planktonic microbial communities, and benthic microbial mats are analogous ecosystems at different scales. The structure--in terms of populations and communities--and ecophysiology of microbial mats are also discussed. The linear distribution of microbial populations along steep gradients of light and hydrogen sulfide allows for the simultaneous presence of different microbial populations. Defining the minimal ecosystem requirements necessary for the survival and proliferation of organisms is crucial in the search for extraterrestrial life and for establishing ecosystems beyond the Earth (AU)

Este artículo revisa algunos conceptos ecológicos que son comunes a todo tipo de ecosistemas y describe las características de los tapetes microbianos, centrándose en la descripción de los tapetes microbianos del delta del Ebro para ver si se ajustan al concepto de ecosistema mínimo. En primer lugar se consideran los microorganismos como componentes del ecosistema y se describen algunas características de la vida microbiana como la ubicuidad, el tamaño y metabolismo, la variabilidada genética y las estrategias para superar las condiciones desfavorables. Independientemente de su tamaño, cualquier modelo de ecosistema tiene los mismos componentes básicos; los bosques tropicales, las comunidades microbianas planctónicas estratificadas y los tapetes microbianos bénticos son ecosistemas análogos a diferente escala. También se describen la estructura —en términos de población y comunidad— y la ecofisiología de los tapetes microbianos. La distribución lineal de las poblaciones microbianas a lo largo de gradientes acusados de luz y de sulfuro de hidrógeno permite la presencia simultánea de poblaciones microbianas distintas. Para la búsqueda de vida extraterrestre y para el establecimiento de ecosistemas más allá de la Tierra, es fundamental definir las características de los ecosistemas mínimos. (AU)

Sulfide fluxes in a microbial mat from the Ebro Delta, Spain

The sulfur cycle of Ebro Delta microbial mats was studied in order to determine sulfide production and sulfide consumption. Vertical distribution of two major functional groups involved in the sulfur cycle, anoxygenic phototrophic bacteria and dissimilatory sulfate-reducing bacteria (SRB), was also studied. The former reached up to 2.2x10(8) cfu cm(-3) sediment in the purple layer, and the latter reached about 1.8x10(5) SRB cm(-3) sediment in the black layer. From the changes in sulfide concentrations under light-dark cycles it can be inferred that the rate of H(2)S production was 6.2 micro mol H(2)S cm(-3) day(-1) at 2.6 mm, and 7.6 micro mol H(2)S cm(-3) day(-1) at 6 mm. Furthermore, sulfide consumption was also assessed, determining rates of 0.04, 0.13 and 0.005 mmol l(-1) of sulfide oxidized at depths of 2.6, 3 and 6 mm, respectively (AU)

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