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Protective effect of ions against cell death induced by acid stress in Saccharomyces

Authors

  • Gilzeane Dos Santos Sant'Ana,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Lisvane Da Silva Paes,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Argentino F. Vieira Paiva,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Luciano Gomes Fietto,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
    2. Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil
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  • Antônio Helvécio Totola,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Maria J. Magalhães Trópia,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Denise Silveira Lemos,

    1. Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Cândida Lucas,

    1. Departamento de Biologia, Centro de Biologia (CB-UM), Universidade do Minho, Braga, Portugal
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  • Juliana L. Rangel Fietto,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
    2. Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brazil
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  • Rogelio L. Brandão,

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Ieso de Miranda Castro

    1. Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, Brazil
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  • Editor: André Goffeau

Correspondence: Ieso de Miranda Castro, Laboratório de Biologia Celular e Molecular (LBCM), Núcleo de Pesquisa em Ciências Biológicas, Departamento de Farmácia, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto,Campus Morro do Cruzeiro, Ouro Preto CEP 35400.000, MG, Brazil. Tel.: +55 31 35 591 722; fax: +55 31 35 591 680; e-mail: imcastro@nupeb.ufop.br

Abstract

Saccharomyces boulardii is a probiotic used to prevent or treat antibiotic-induced gastrointestinal disorders and acute enteritis. For probiotics to be effective they must first be able to survive the harsh gastrointestinal environment. In this work, we show that S. boulardii displayed the greatest tolerance to simulated gastric environments compared with several Saccharomyces cerevisiae strains tested. Under these conditions, a pH 2.0 was the main factor responsible for decreased cell viability. Importantly, the addition of low concentrations of sodium chloride (NaCl) protected cells in acidic conditions more effectively than other salts. In the absence of S. boulardii mutants, the protective effects of Na+ in yeast viability in acidic conditions was tested using S. cerevisiae Na+-ATPases (ena1-4), Na+/H+ antiporter (nha1Δ) and Na+/H+ antiporter prevacuolar (nhx1Δ) null mutants, respectively. Moreover, we provide evidence suggesting that this protection is determined by the plasma membrane potential, once altered by low pH and low NaCl concentrations. Additionally, the absence or low expression/activity of Ena proteins seems to be closely related to the basal membrane potential of the cells.

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