A fenilcetonúria (PKU) é causada pela deficiência severa da atividade da fenilalanina hidroxilase (PAH), enzima responsável pela conversão de fenilalanina (Phe) em tirosina (Tyr), levando ao aumento dos níveis sanguíneos e teciduais de Phe, bem como de seus metabólitos fenilpiruvato (PPA), fenilactato (PLA) e fenilacetato (PAA). Os pacientes com PKU apresentam disfunção neurológica severa, manifestando convulsões, retardo mental e psicomotor, sintomas que estão associados ao acúmulo desse aminoácido e seus metabólitos. A restrição dietética, que faz parte do tratamento da PKU, nem sempre é mantida pelos pacientes e pode afetar o status antioxidante devido à restrição de nutrientes. Estudos recentes em ratos e com pacientes fenilcetonúricos mostram que o estresse oxidativo (EO) pode estar envolvido na neurofisiopatologia dessa doença, possivelmente devido ao aumento na produção de espécies reativas, e diminuição das defesas antioxidantes. O cérebro, órgão afetado na doença, é extremamente sensível ao EO devido a baixas defesas antioxidantes, alta concentração de ferro e lipídeos insaturados. Aparentemente o fígado não é afetado na PKU, mas é um importante órgão de detoxificação e reservatório de GSH (tripeptídeo antioxidante). O ácido lipoico (AL) é um potente antioxidante facilmente adquirido da dieta, absorvido pelo organismo e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção de EO em modelos de doenças neurodegenerativas. Um estudo recente demonstrou um efeito protetor do AL contra o EO gerado por uma concentração tóxica de Phe em cérebro de ratos jovens. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do AL na prevenção do EO gerado em um modelo crônico de PKU induzido por injeções diárias de Phe e α-metilfenilalanina (inibidor da PAH). No presente trabalho, o modelo de hiperfenilalaninemia (HPA) causou, no cérebro, aumento de dano a lipídeos, proteínas e DNA; aumento da atividade da superóxido dismutase e diminuição da atividade da catalase, além de mostrar que essas enzimas podem ter um papel importante neste processo, uma vez que suas atividades são afetadas diretamente pela presença de Phe e seus metabólitos. Também foi possível descrever algumas espécies reativas específicas geradas no processo oxidativo envolvido na HPA, como de H2O2, NO• e O2 •-. E ainda, identificou-se que o EO não está restrito ao cérebro e que o fígado pode ter um papel importante em defesa ao EO encontrado na doença. As enzimas glutationa peroxidase, glutationa redutase, glicose-6-fosfato desidrogenase e o conteúdo total de GSH foram diminuídos pela HPA em cérebro dos animais e a atividade da glutamato cisteína ligase foi aumentada. Já no fígado, todas as enzimas relacionadas ao metabolismo da GSH foram aumentadas pela HPA. O tratamento com AL foi capaz de prevenir as alterações enzimáticas além de impedir o dano a biomoléculas. O AL também preveniu o aumento da produção de H2O2 e NO• no cérebro dos animais submetidos ao tratamento de HPA. Quanto ao metabolismo da GSH, o AL foi capaz de manter as atividades enzimáticas aos níveis do controle além de restaurar a produção de GSH no cérebro dos animais afetados pela HPA. De acordo com os resultados, é possível que um tratamento com antioxidantes seja eficaz na manutenção da homeostasia redox nos pacientes servindo como uma abordagem terapêutica inovadora e adicional ao tratamento dietético já aplicado aos pacientes de PKU. / Phenylketonuria (PKU) is caused by a severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), the enzyme responsible for the conversion of phenylalanine (Phe) to tyrosine (Tyr), leading to increased blood and tissue levels of Phe and its metabolites phenylpyruvate (PPA), phenylactate (PLA) and phenylacetate (PAA). Patients with PKU have severe neurological dysfunction, characterized by seizures, mental retardation and psychomotor symptoms that are associated with the accumulation of this amino acid and its metabolites. A restrict diet important for PKU treatment, is not always maintained by patients and this can affect the antioxidant status due to nutrient limitation. Recent studies in rats and patients with PKU show that oxidative stress may be involved in the neuropathophysiology of this disease, possibly due to increased production of reactive oxygen species and decreased antioxidant defenses. The brain, organ affected in the disease, is extremely sensitive to oxidative stress due to low antioxidant defenses and high concentrations of Fe and unsaturated lipids. Apparently, the liver is not affected in PKU, but it is an important organ of detoxification and GSH reservoir (tripeptide antioxidant). Lipoic acid (LA) is a potent antioxidant easily acquired from the diet, absorbed by the body and has been suggested for the treatment and prevention of oxidative stress in different neurodegenerative diseases in many studies. A recent study showed a protective effect of LA against the oxidative stress generated by a toxic concentration of Phe in the brain of young rats. The aim of this study was to evaluate the effect of LA in preventing the oxidative stress generated in a chronic model of PKU induced by daily injections of Phe and α-methylphenylalanine (PAH inhibitor) for 7 days. The hyperphenylalaninemia (HPA) model caused in brain an increase of damage to lipids, proteins and DNA; increased superoxide dismutase activity and decreased catalase activity, showing that these enzymes may play an important role in this process, since their activities are directly affected by the presence of Phe and its metabolites. It was also reported some specific reactive species generated in the oxidation process involved in HPA as H2O2 , NO• and O2 • -. In addition, it was found that oxidative stress is not restricted to the brain, and the liver may play an important role in defense to oxidative stress found in the disease. Activities of glutathione peroxidase, glutathione reductase, glucose-6-phosphate dehydrogenase and total content of GSH were decreased by the HPA in the brain of animals and the activity of GCL was increased. In the liver, all enzymes related to GSH metabolism were increased by the HPA. Treatment with LA was able to prevent the enzymatic changes in addition to preventing damage to biomolecules. The overproduction of H2O2 and NO• by HPA model was inhibited by LA treatment. Regarding to GSH metabolism, LA was able to maintain enzyme activities and GSH production at control levels in the brain of animals affected by HPA. According to our results, it is possible that a treatment with antioxidants is effective in maintaining redox homeostasis in patients and may be a novel therapeutic approach additional to dietary treatment already applied to PKU patients.

O filme lacrimal é o principal mecanismo de proteção da superfície ocular contra agentes externos e a quebra de sua homeostase pode levar à síndrome do olho seco, causando desde desconforto leve a dano severo na superfície ocular com prejuízo irreversível para a visão. A produção de lágrima pela glândula lacrimal está intimamente relacionada a fatores neuroendócrinos, hormonais e imunológicos e o estresse oxidativo pode ter um papel importante na sua regulação. Induzimos, neste estudo, o olho seco em modelo animal por supressão hormonal e realizamos a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 (AGPI n-3) e ácido lipoico, objetivando avaliar o estresse oxidativo e a resposta antioxidante na superfície ocular e glândula lacrimal e o papel destas substâncias no tratamento do olho seco. A produção lacrimal, medida através do teste de Schirmer, mostrou recuperação com a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 e ácido lipoico. O estresse oxidativo foi levemente modificado pelo ômega 3, enquanto o ácido lipoico teve um efeito pró-oxidante e antioxidante sítio específico, com influência importante na preservação da integridade da superfície ocular e melhora do olho seco. O dano oxidativo em proteínas foi medido através da quantificação dos níveis de carbonil e a peroxidação lipídica pela formação de MDA, defesas antioxidantes enzimáticas através da atividade da SOD total e GPx, defesas não enzimáticas através dos níveis de vitamina C, glutationa total e medida indireta de óxido nítrico. De acordo com nossos achados, o estresse oxidativo na glândula lacrimal não tem um papel importante no desenvolvimento do olho seco através de espécies reativas de oxigênio, mas o ácido lipoico altera o metabolismo de espécies reativas de nitrogênio e de vias de sinalização na superfície ocular ocasionando um aumento na atividade da peroxidase lacrimal e melhora da produção de lágrima com recuperação do teste de Schirmer. / The tear film is a major mechanism of ocular surface protection against harmful external agents and the breaking of its balance can lead to dry eye syndrome, causing from mild eye discomfort to scarring damage of the ocular surface with irreversible prejudice to vision. The production of tears by the lacrimal gland is closely related to neuroendocrine, hormonal and immunological factors and the oxidative stress can play an important role in its regulation. In this study, the dry eye was induced in an animal model by hormone suppression and the diet supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) and alpha-lipoic acid for evaluation of oxidative stress and antioxidant response in the ocular surface and lacrimal gland and the role of these substances in the treatment of dry eye. The lacrimal production, measured by the Schirmer test, showed recuperation when diet was supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids and alpha-lipoic acid. PUFA omega 3 seems to have little oxidative stress effect while alpha-lipoic acid has site-specific pro-oxidant and antioxidant effect with important influence in ocular surface integrity preservation and dry eye improvement. Oxidative damage in protein was measured by carbonyl levels and lipids peroxidation by MDA production, enzymatic antioxidant defenses by tSOD and GPx activity, non-enzymatic defenses by vitamin C, glutathione and indirect oxide nitric levels. It appears that oxidative stress in the lacrimal gland does not play an important role in the dry eye through reactive oxygen species, but alpha-lipoic acid alters the metabolism of reactive nitrogen species and signaling pathways on the ocular surface with increased activity of lacrimal peroxidase and improved in Schirmer test and lacrimal production.

Os níveis de ácido pipecólico (AP) estão elevados em desordens metabólicas severas do sistema nervoso central como na Síndrome de Zellweger, Doença de Refsum Infantil, Adrenoleucodistrofia neonatal e Hiperlisinemia. Os indivíduos afetados apresentam disfunção neurológica progressiva, hipotonia e retardo no crescimento. Os mecanismos de dano cerebral nestas desordens ainda permanecem pouco compreendidos. Uma vez que o catabolismo do AP pode produzir H2O2 através de oxidases, o estresse oxidativo pode ser um possível mecanismo envolvido na fisiopatologia dessas doenças. O ácido lipoico (AL) é considerado um eficiente antioxidante e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção do estresse oxidativo em vários modelos experimentais de desordens do sistema neurológico. Considerando que, para o nosso conhecimento, nenhum estudo investigou o papel do AP sobre o estresse oxidativo, no presente trabalho foram investigados os efeitos in vitro do AP em alguns parâmetros de estresse oxidativo e avaliada a eficácia do AL contra possíveis efeitos pró-oxidantes do AP em córtex cerebral de ratos de 14 dias de vida. Os sobrenadantes de córtex cerebral foram incubados por 1 h a 37ºC na presença de AP ou AL e os controles foram incubados somente com o meio que era constituído de tampão fosfato de sódio 20 mM contendo 140 mM de KCl, pH 7,4. As concentrações finais de AP no meio foram de 0,1, 0,25, 0,5 e 1,0 mM. O AL foi incubado sozinho na concentração de 0,1 mM e na presença de AP (1 mM). Alíquotas foram utilizadas para as medidas imediatamente após a incubação. As atividades da catalase, glutationa peroxidase, glicose 6-fosfato desidrogenase e glutationa S-transferase juntamente com o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foram significativamente reduzidas, enquanto a atividade da superóxido dismutase e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) foram significativamente aumentadas pelo AP. O AL foi capaz de prevenir esses efeitos melhorando a atividade das enzimas antioxidantes, aumentando o conteúdo de GSH e reduzindo os níveis de TBA-RS. Em contraste, as atividades da glutationa redutase e 6-fosfogluconato desidrogenase e o conteúdo de sulfidrilas não foram alterados. Tomados em conjunto, pode-se presumir que o AP in vitro induz estresse oxidativo e o AL é capaz de prevenir estes efeitos. / Pipecolic acid (PA) levels are increased in severe metabolic disorders of the central nervous system such as Zellweger syndrome, infantile Refsum disease, neonatal adrenoleukodystrophy and hyperlysinemia. Affected individuals present progressive neurological dysfunction, hypotonia and growth retardation. The mechanisms of brain damage in these disorders remain poorly understood. Since PA catabolism produces H2O2 by oxidases, oxidative stress may be a possible mechanism involved in the pathophysiology of these diseases. Lipoic acid (LA) is considered an efficient antioxidant and has been suggested in studies for the treatment and prevention of oxidative stress in experimental models of many disorders of the neurologic system. Considering that, to our knowledge, no study has investigated the role of PA on oxidative stress, in the present work we investigated the in vitro effects of PA on some oxidative stress parameters and evaluated the LA efficacy against possible pro-oxidant effects of PA in cerebral cortex of 14 day-old rats. Cerebral cortex supernatants were incubated for 1 h at 37°C in the presence of PA or LA, and controls were incubated with medium only consisting of 20 mM sodium phosphate buffer pH 7.4 and 140 mM KCl. The final concentrations of PA in the medium were 0.1, 0.25, 0.5 and 1.0 mM. The LA was incubated alone at a concentration of 0.1 mM and in the presence of PA (1mM). Aliquots were used for the measurements immediately after the incubation. The activities of catalase, glutathione peroxidase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, and glutathione S-transferase along with reduced glutathione (GSH) content were significantly decreased, while superoxide dismutase activity and thiobarbituric acidreactive substances (TBA-RS) were significantly enhanced by PA. LA was able to prevent these effects by improving the activity of antioxidant enzymes, increasing GSH content and reducing TBA-RS. In contrast, glutathione reductase and 6- phosphogluconate dehydrogenase activities and sulfhydryl content were not altered. Taken together, it may be presumed that PA in vitro elicits oxidative stress and LA is able to prevent these effects.

Os astrócitos são células conhecidas por sua capacidade dinâmica e versatilidade, participando não somente da manutenção da homeostase cerebral em condições fisiológicas, mas também respondendo em condições patológicas, como por exemplo, na encefalopatia hepática (EH). Esta patologia neurológica está associada principalmente à hiperamonemia, decorrente de uma falência hepática aguda ou crônica. A toxicidade da amônia no sistema nervoso central (SNC) é mediada por uma série de alterações celulares e metabólicas, principalmente nas células astrogliais. Nesse sentido, a busca por moléculas com potencial terapêutico no SNC é extremamente relevante. Trabalhos do nosso grupo mostraram que o resveratrol e o ácido lipoico, duas moléculas conhecidas pelos seus efeitos antioxidantes, modulam importantes funções gliais, relacionadas principalmente ao metabolismo glutamatérgico, à defesa antioxidante e à resposta inflamatória. Neste sentido, esta tese teve como objetivo avaliar os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico em células astrogliais e neuronais expostas à amônia, assim como seus possíveis mecanismos protetores. Primeiramente, nós observamos que o resveratrol e o ácido lipoico foram capazes de prevenir as alterações induzidas pela amônia em células astrogliais C6, sobre parâmetros do metabolismo glutamatérgico, dentre os quais podemos destacar a captação de glutamato, a atividade da enzima glutamina sintetase (GS) e o conteúdo de glutationa (GSH). Além disso, o ácido lipoico também exerceu um efeito antiinflamatório nestas células, prevenindo a liberação de citocinas pró-inflamatórias (TNFα, IL- 1β, IL-6, IL-18) e da proteína S100B, através da diminuição da ativação do fator de transcrição NFκB. Nós também verificamos que a maioria dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico foram dependentes da heme oxigenase 1 (HO1), uma enzima associada com a defesa celular em situações de estresse. Por fim, foram avaliados os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico sobre células neuronais expostas à amônia. Novamente, ambos apresentaram um efeito benéfico, prevenindo tanto o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) quanto a diminuição do conteúdo de GSH induzidos pela amônia. Nas células neuronais, a proteína HO1 também participou dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico. Em conjunto, esses resultados nos mostram que o resveratrol e o ácido lipoico são capazes de modular positivamente o funcionamento tanto de células astrogliais quanto de células neuronais em situações de hiperamonemia, compartilhando também alguns mecanismos de ação, como a indução da HO1. Este estudo in vitro sugere que o resveratrol e o ácido lipoico são potenciais agentes terapêuticos para doenças do SNC, as quais envolvam produção de espécies reativas e resposta inflamatória, como a EH. / Astrocytes are dynamic and versatile cells which participate in the maintenance of brain homeostasis in physiological conditions and also in response to pathological conditions, such as hepatic encephalopathy. This neurological disease is mainly associated with hyperamonnemia, resulting from acute or chronic liver failure. Ammonia toxicity in the central nervous system (CNS) is mediated by several cellular and metabolic alterations, primarily in astroglial cells. In this sense, the search for molecules with therapeutical potential for CNS becomes highly relevant. Our group has shown that resveratrol and lipoic acid, two molecules known for their antioxidant activities, are able to modulate important glial functions mainly related to glutamate metabolism, antioxidant defense and inflammatory response. In this sense, this study aimed to evaluate the effects of resveratrol and lipoic acid in astroglial and neuronal cells exposed to ammonia, as well as their possible protective mechanisms. Firstly, we observed that resveratrol and lipoic acid were able to prevent ammonia-induced alterations in C6 astroglial cells functioning, such as glutamate uptake, glutamine synthetase (GS) activity and intracellular GSH content. Moreover, lipoic acid also exerted an anti-inflammatory effect in C6 astroglial cells, preventing the ammonia-stimulated release of pro-inflammatory cytokines (TNF, IL-1β, IL-6, IL-18) and S100B protein, by decreasing the activation of the transcription factor NFκB. We also verified that the most protective effects of resveratrol and lipoic acid involved the heme oxygenase 1 (HO1), an enzyme associated with protection against stressful conditions. Finally, we evaluated the effects of resveratrol and lipoic acid on neuronal cells exposed to ammonia. Again, both showed beneficial roles, preventing the increase of reactive oxygen species (ROS) and decrease of GSH content induced by ammonia. In neuronal cells, HO1 also mediated the protective effects of resveratrol and lipoic acid. Taken together, these results show that resveratrol and lipoic acid are able to positively modulate the functioning of both astroglial and neuronal cells in hyperamonemmia conditions, sharing some mechanisms of action, such as HO1. This study in vitro suggests that resveratrol and lipoic acid may represent potential therapeutic agents for CNS, during oxidative and inflammatory damages, as the induced by ammonia.

A anemia falciforme (AF) é causada por uma mutação (Glu6Val) no gene que codifica a b-globina gerando a hemoglobina S (HbS). A HbS tem a tendência a se polimerizar quando desoxigenada. Isto resulta em graves manifestações clínicas para o indivíduo homozigoto (HbSS). O traço falciforme (HbAS), geralmente assintomático, também pode apresentar dano orgânico decorrente da doença. Acredita-se que, os eritrócitos falcizados estejam sob constante estresse oxidativo e, assim, liberem produtos de degradação da HbS, que atacam a membrana eritrocitária e catalisam a destruição de hidroperóxidos lipídicos com a formação de radicais alcoxil e peroxil. O ácido alfa-lipóico (AL) um potente antioxidante via seqüestro de espécies reativas de oxigênio, interações redox com outros antioxidantes e inibição da lipoperoxidação. O objetivo deste trabalho é testar o uso do ácido lipóico como um agente antioxidante no tratamento da AF. Sessenta indivíduos foram selecionados sendo, 20 normais (HbAA), 20 traço falciformes (HbAS) e 20 falciformes (HbSS). Metade dos indivíduos foi tratada com 200mg/dia de AL e o restante com placebo. As amostras de sangue foram coletadas antes e após 3 meses de suplementação. Para padronizar a qualidade da alimentação entre os grupos durante a suplementação, cada paciente recebeu mensalmente uma cesta básica adequada às suas necessidades e à de seus familiares. As atividades de catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase (CAT, SOD e GPx) foram analisadas como medida de defesa antioxidante enzimática. O dano oxidativo em proteínas e lipídios foi avaliado pelas técnicas de carbonil e malondialdeído (MDA), respectivamente. A capacidade antioxidante total foi avaliada em plasma como medida adicional de defesa antioxidante. Os resultados mostraram aumento significativo na atividade de CAT nos indivíduos AS após o tratamento com AL (p=0,007). Todos os grupos apresentaram redução significativa na atividade de GPx após o tratamento (p£ 0,05), e os resultados da SOD não foram significativos. Os níveis de MDA e de carbonil em plasma tiveram redução no grupo normal tratado com AL (p= 0,015 e 0,019, respectivamente). Este mesmo grupo mostrou também diminuição da capacidade antioxidante total (p= 0,005). Estes resultados indicam uma ação benéfica do AL nos indivíduos normais. Entretanto, a dose de AL utilizada neste estudo não mostrou ação sobre as defesas antioxidantes ou redução nos níveis de dano oxidativo na anemia falciforme. É possível que uma dose maior produzisse um efeito benéfico não só sobre parâmetros de estresse oxidativo, mas também sobre outros aspectos envolvidos na fisiopatologia desta doença. / Sickle cell disease (SCD) is caused by a mutation (Glu6Val) in the gene that encodes b-globin. The sickle hemoglobin molecule (HbS) has the tendency to polymerize when deoxygenated. This results in serious clinical manifestations for homozygous SCD patient. SCD trait (HbAS) patients usually do not exhibit any symptoms although organic damage related to the disease sometimes are present. Oxidative stress plays a significant role in the disorder's pathophysiology. Several characteristic symptoms can result from oxidative stress not only in erythrocytes but also in leucocytes and endothelial cells. Alpha–lipoic acid (ALA) is a potent antioxidant, free radicals scavenger and transition metal ions chelator. It can also recycle glutathione (GSH) and inhibit lipid peroxidation. ALA actuates in both hydrophilic phase and hydrophobic membrane portion. The objective of this study was to test ALA as an antioxidant in the SCD treatment. Sixty subjects were selected and divided in groups according to hemoglobin profile: AA (normal), AS (SC trait) and SS (SCD patient). Patients were randomized into a placebo-controlled trial and treated with either ALA (200mg) or vehicle. Blood samples were collected before the start of supplementation and after 3 months of treatment. Catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities were evaluated in erythrocytes. To determinate lipid damage levels, malondialdehyde (MDA) was measured by HPLC in serum and the protein damage levels were quantified in plasma by carbonyl assay. Total antioxidant status (TAS) was evaluated as nonenzymatic antioxidant defense measurement in plasma. The results show a significative increase in CAT activity (p= 0,007) in the AS group with ALA treatment. GPx activity was decreased in all groups (p£ 0,05). SOD activity was not different in any group. After ALA treatment, AA group shows significant decrease in MDA and carbonyl levels (p= 0,015 e 0,019, respectively). Interestingly, TAS was decreased in this same group (p= 0,005). These findings demonstrate the ALA capacity to prevent membrane lipid damage in normal individuals. However, this dose was not effective to reduce damage in SCD patients or SC trait. It is possible that a higher dose could protect these patients. Thus, more studies are necessary to elucidate the ALA antioxidant effects in SCD.

Os níveis de ácido pipecólico (AP) estão elevados em desordens metabólicas severas do sistema nervoso central como na Síndrome de Zellweger, Doença de Refsum Infantil, Adrenoleucodistrofia neonatal e Hiperlisinemia. Os indivíduos afetados apresentam disfunção neurológica progressiva, hipotonia e retardo no crescimento. Os mecanismos de dano cerebral nestas desordens ainda permanecem pouco compreendidos. Uma vez que o catabolismo do AP pode produzir H2O2 através de oxidases, o estresse oxidativo pode ser um possível mecanismo envolvido na fisiopatologia dessas doenças. O ácido lipoico (AL) é considerado um eficiente antioxidante e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção do estresse oxidativo em vários modelos experimentais de desordens do sistema neurológico. Considerando que, para o nosso conhecimento, nenhum estudo investigou o papel do AP sobre o estresse oxidativo, no presente trabalho foram investigados os efeitos in vitro do AP em alguns parâmetros de estresse oxidativo e avaliada a eficácia do AL contra possíveis efeitos pró-oxidantes do AP em córtex cerebral de ratos de 14 dias de vida. Os sobrenadantes de córtex cerebral foram incubados por 1 h a 37ºC na presença de AP ou AL e os controles foram incubados somente com o meio que era constituído de tampão fosfato de sódio 20 mM contendo 140 mM de KCl, pH 7,4. As concentrações finais de AP no meio foram de 0,1, 0,25, 0,5 e 1,0 mM. O AL foi incubado sozinho na concentração de 0,1 mM e na presença de AP (1 mM). Alíquotas foram utilizadas para as medidas imediatamente após a incubação. As atividades da catalase, glutationa peroxidase, glicose 6-fosfato desidrogenase e glutationa S-transferase juntamente com o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foram significativamente reduzidas, enquanto a atividade da superóxido dismutase e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) foram significativamente aumentadas pelo AP. O AL foi capaz de prevenir esses efeitos melhorando a atividade das enzimas antioxidantes, aumentando o conteúdo de GSH e reduzindo os níveis de TBA-RS. Em contraste, as atividades da glutationa redutase e 6-fosfogluconato desidrogenase e o conteúdo de sulfidrilas não foram alterados. Tomados em conjunto, pode-se presumir que o AP in vitro induz estresse oxidativo e o AL é capaz de prevenir estes efeitos. / Pipecolic acid (PA) levels are increased in severe metabolic disorders of the central nervous system such as Zellweger syndrome, infantile Refsum disease, neonatal adrenoleukodystrophy and hyperlysinemia. Affected individuals present progressive neurological dysfunction, hypotonia and growth retardation. The mechanisms of brain damage in these disorders remain poorly understood. Since PA catabolism produces H2O2 by oxidases, oxidative stress may be a possible mechanism involved in the pathophysiology of these diseases. Lipoic acid (LA) is considered an efficient antioxidant and has been suggested in studies for the treatment and prevention of oxidative stress in experimental models of many disorders of the neurologic system. Considering that, to our knowledge, no study has investigated the role of PA on oxidative stress, in the present work we investigated the in vitro effects of PA on some oxidative stress parameters and evaluated the LA efficacy against possible pro-oxidant effects of PA in cerebral cortex of 14 day-old rats. Cerebral cortex supernatants were incubated for 1 h at 37°C in the presence of PA or LA, and controls were incubated with medium only consisting of 20 mM sodium phosphate buffer pH 7.4 and 140 mM KCl. The final concentrations of PA in the medium were 0.1, 0.25, 0.5 and 1.0 mM. The LA was incubated alone at a concentration of 0.1 mM and in the presence of PA (1mM). Aliquots were used for the measurements immediately after the incubation. The activities of catalase, glutathione peroxidase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, and glutathione S-transferase along with reduced glutathione (GSH) content were significantly decreased, while superoxide dismutase activity and thiobarbituric acidreactive substances (TBA-RS) were significantly enhanced by PA. LA was able to prevent these effects by improving the activity of antioxidant enzymes, increasing GSH content and reducing TBA-RS. In contrast, glutathione reductase and 6- phosphogluconate dehydrogenase activities and sulfhydryl content were not altered. Taken together, it may be presumed that PA in vitro elicits oxidative stress and LA is able to prevent these effects.

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Solid pharmaceutical forms tend to have problems related to bioavailability, making it necessary to perform the test of dissolution. The Brazilian Pharmacopeia does not show us in the percentage dissolution for the lipoic acid in the form of capsules, while the American Pharmacopoeia presents only the liquid chromatography (HPLC) method feeder on dissolution of this active pharmaceutical ingredient (IFA). In view of the absence of conditions in the Brazilian official code for these tests and the search for less costly techniques the goal is the development and validation of a methodology for quantification of lipoic acid on its dissolution in vitro study in capsules by UV/Vis spectrophotometry and high performance liquid chromatography ultraeficiência (CLUE). For that, physical and chemical characterization of the IFA, lipoic acid, through your recrystallization to assess purity and presence of polymorphism using TG/DTG, DSC, FTIR and DRX. To evaluate the ability of encapsulation of the wording proposed was conducted study of micromériticas properties, from analysis of the angle of repose, Hausner factor (FH), Carr index (CI) and flow rate. The method of dissolution employee followed the parameters recommended by the American Pharmacopoeia, and for the analysis of dissolution profiles was developed and validated methods of quantification of the drug by UV/Vis spectrophotometry and by CLUE, following the parameters of specificity, linearity, precision, accuracy, limits of detection and quantification, robustness. It was observed, from the results of TG/DTG-DSC, FTIR and XRD, the IFA used presented considerable purity and lacks polymorphism. The microméritico study has shown that the formulation presented a good flow. The methodologies for the quantification of samples of dissolution by UV/Vis spectrophotometry and CLUE fit in all validation parameters established, the developed formulation presented dissolved content percentage above 70%, in accordance with the official textbooks. There was a statistically significant difference between the methods studied, demonstrating the feasibility of using the Spectrophotometric method for evaluation of the in vitro dissolution, for their greater accessibility and lower cost. With this, it is concluded that the methods developed are safe and effective for the purpose intended and that the wording developed with lipoic acid led to the dissolution of the active ingredient. / O ácido lipóico funciona como um cofator para complexos multienzimáticos mitocondriais, com intensa capacidade de inibir radicais livres em meio aquoso e lipídico, sendo apontado como uma substância promissora na defesa antioxidante. No Brasil é comumente comercializado na forma de cápsulas por farmácias magistrais. Formas farmacêuticas sólidas tendem a apresentar problemas relacionados à biodisponibilidade, tornando-se necessário realizar o ensaio de dissolução. A Farmacopeia Brasileira não apresenta percentual de cedência no ensaio de dissolução para o ácido lipóico na forma de cápsulas, enquanto que a Farmacopeia Americana apresenta apenas a cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) como método dosador na dissolução deste ingrediente farmacêutico ativo (IFA). Tendo em vista a ausência de condições no código oficial brasileiro para estes ensaios e a busca por técnicas menos onerosas, objetiva-se o desenvolvimento e a validação de metodologia para quantificação do ácido lipóico no estudo de sua dissolução in vitro em cápsulas, por meio da espectrofotometria UV/Vis e da cromatografia líquida de ultraeficiência (CLUE). Para isso, realizou-se caracterização físico-química do IFA, ácido lipóico, através de sua recristalização, a fim de avaliar pureza e presença de polimorfismo, utilizando TG/DTG, DSC, FTIR e DRX. Para avaliar a capacidade de encapsulamento da formulação proposta foi realizado estudo das propriedades micromériticas, a partir de análise do ângulo de repouso, Fator de Hausner (FH), Índice de Carr (IC) e velocidade de escoamento. O método de dissolução empregado seguiu os parâmetros preconizados pela Farmacopeia Americana, e para a análise dos perfis de dissolução foi desenvolvido e validado métodos de quantificação do fármaco por espectrofotometria UV/Vis e por CLUE, seguindo os parâmetros de especificidade, linearidade, precisão, exatidão, limites de detecção e quantificação, robustez. Foi observado, a partir dos resultados de TG/DTG-DSC, FTIR e DRX, que o IFA utilizado apresentou pureza considerável e não possui polimorfismo. O estudo microméritico demonstrou que a formulação apresentou um bom fluxo. As metodologias para quantificação das amostras de dissolução por espectrofotometria UV/Vis e CLUE se enquadraram em todos os parâmetros de validação estabelecidos, a formulação desenvolvida apresentou percentual de teor dissolvido acima de 70% , estando de acordo com os compêndios oficiais. Não se verificou diferença estatística significativa entre os métodos estudados, demonstrando a viabilidade do uso do método espectrofotométrico para avaliação da dissolução in vitro, por sua maior acessibilidade e menor custo. Com isto, conclui-se que os métodos desenvolvidos são seguros e eficazes para o objetivo pretendido e que a formulação desenvolvida com ácido lipóico permitiu a dissolução considerável do princípio ativo.

A anemia falciforme (AF) é causada por uma mutação (Glu6Val) no gene que codifica a b-globina gerando a hemoglobina S (HbS). A HbS tem a tendência a se polimerizar quando desoxigenada. Isto resulta em graves manifestações clínicas para o indivíduo homozigoto (HbSS). O traço falciforme (HbAS), geralmente assintomático, também pode apresentar dano orgânico decorrente da doença. Acredita-se que, os eritrócitos falcizados estejam sob constante estresse oxidativo e, assim, liberem produtos de degradação da HbS, que atacam a membrana eritrocitária e catalisam a destruição de hidroperóxidos lipídicos com a formação de radicais alcoxil e peroxil. O ácido alfa-lipóico (AL) um potente antioxidante via seqüestro de espécies reativas de oxigênio, interações redox com outros antioxidantes e inibição da lipoperoxidação. O objetivo deste trabalho é testar o uso do ácido lipóico como um agente antioxidante no tratamento da AF. Sessenta indivíduos foram selecionados sendo, 20 normais (HbAA), 20 traço falciformes (HbAS) e 20 falciformes (HbSS). Metade dos indivíduos foi tratada com 200mg/dia de AL e o restante com placebo. As amostras de sangue foram coletadas antes e após 3 meses de suplementação. Para padronizar a qualidade da alimentação entre os grupos durante a suplementação, cada paciente recebeu mensalmente uma cesta básica adequada às suas necessidades e à de seus familiares. As atividades de catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase (CAT, SOD e GPx) foram analisadas como medida de defesa antioxidante enzimática. O dano oxidativo em proteínas e lipídios foi avaliado pelas técnicas de carbonil e malondialdeído (MDA), respectivamente. A capacidade antioxidante total foi avaliada em plasma como medida adicional de defesa antioxidante. Os resultados mostraram aumento significativo na atividade de CAT nos indivíduos AS após o tratamento com AL (p=0,007). Todos os grupos apresentaram redução significativa na atividade de GPx após o tratamento (p£ 0,05), e os resultados da SOD não foram significativos. Os níveis de MDA e de carbonil em plasma tiveram redução no grupo normal tratado com AL (p= 0,015 e 0,019, respectivamente). Este mesmo grupo mostrou também diminuição da capacidade antioxidante total (p= 0,005). Estes resultados indicam uma ação benéfica do AL nos indivíduos normais. Entretanto, a dose de AL utilizada neste estudo não mostrou ação sobre as defesas antioxidantes ou redução nos níveis de dano oxidativo na anemia falciforme. É possível que uma dose maior produzisse um efeito benéfico não só sobre parâmetros de estresse oxidativo, mas também sobre outros aspectos envolvidos na fisiopatologia desta doença. / Sickle cell disease (SCD) is caused by a mutation (Glu6Val) in the gene that encodes b-globin. The sickle hemoglobin molecule (HbS) has the tendency to polymerize when deoxygenated. This results in serious clinical manifestations for homozygous SCD patient. SCD trait (HbAS) patients usually do not exhibit any symptoms although organic damage related to the disease sometimes are present. Oxidative stress plays a significant role in the disorder's pathophysiology. Several characteristic symptoms can result from oxidative stress not only in erythrocytes but also in leucocytes and endothelial cells. Alpha–lipoic acid (ALA) is a potent antioxidant, free radicals scavenger and transition metal ions chelator. It can also recycle glutathione (GSH) and inhibit lipid peroxidation. ALA actuates in both hydrophilic phase and hydrophobic membrane portion. The objective of this study was to test ALA as an antioxidant in the SCD treatment. Sixty subjects were selected and divided in groups according to hemoglobin profile: AA (normal), AS (SC trait) and SS (SCD patient). Patients were randomized into a placebo-controlled trial and treated with either ALA (200mg) or vehicle. Blood samples were collected before the start of supplementation and after 3 months of treatment. Catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities were evaluated in erythrocytes. To determinate lipid damage levels, malondialdehyde (MDA) was measured by HPLC in serum and the protein damage levels were quantified in plasma by carbonyl assay. Total antioxidant status (TAS) was evaluated as nonenzymatic antioxidant defense measurement in plasma. The results show a significative increase in CAT activity (p= 0,007) in the AS group with ALA treatment. GPx activity was decreased in all groups (p£ 0,05). SOD activity was not different in any group. After ALA treatment, AA group shows significant decrease in MDA and carbonyl levels (p= 0,015 e 0,019, respectively). Interestingly, TAS was decreased in this same group (p= 0,005). These findings demonstrate the ALA capacity to prevent membrane lipid damage in normal individuals. However, this dose was not effective to reduce damage in SCD patients or SC trait. It is possible that a higher dose could protect these patients. Thus, more studies are necessary to elucidate the ALA antioxidant effects in SCD.

Os astrócitos são células conhecidas por sua capacidade dinâmica e versatilidade, participando não somente da manutenção da homeostase cerebral em condições fisiológicas, mas também respondendo em condições patológicas, como por exemplo, na encefalopatia hepática (EH). Esta patologia neurológica está associada principalmente à hiperamonemia, decorrente de uma falência hepática aguda ou crônica. A toxicidade da amônia no sistema nervoso central (SNC) é mediada por uma série de alterações celulares e metabólicas, principalmente nas células astrogliais. Nesse sentido, a busca por moléculas com potencial terapêutico no SNC é extremamente relevante. Trabalhos do nosso grupo mostraram que o resveratrol e o ácido lipoico, duas moléculas conhecidas pelos seus efeitos antioxidantes, modulam importantes funções gliais, relacionadas principalmente ao metabolismo glutamatérgico, à defesa antioxidante e à resposta inflamatória. Neste sentido, esta tese teve como objetivo avaliar os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico em células astrogliais e neuronais expostas à amônia, assim como seus possíveis mecanismos protetores. Primeiramente, nós observamos que o resveratrol e o ácido lipoico foram capazes de prevenir as alterações induzidas pela amônia em células astrogliais C6, sobre parâmetros do metabolismo glutamatérgico, dentre os quais podemos destacar a captação de glutamato, a atividade da enzima glutamina sintetase (GS) e o conteúdo de glutationa (GSH). Além disso, o ácido lipoico também exerceu um efeito antiinflamatório nestas células, prevenindo a liberação de citocinas pró-inflamatórias (TNFα, IL- 1β, IL-6, IL-18) e da proteína S100B, através da diminuição da ativação do fator de transcrição NFκB. Nós também verificamos que a maioria dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico foram dependentes da heme oxigenase 1 (HO1), uma enzima associada com a defesa celular em situações de estresse. Por fim, foram avaliados os efeitos do resveratrol e do ácido lipoico sobre células neuronais expostas à amônia. Novamente, ambos apresentaram um efeito benéfico, prevenindo tanto o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) quanto a diminuição do conteúdo de GSH induzidos pela amônia. Nas células neuronais, a proteína HO1 também participou dos efeitos protetores do resveratrol e do ácido lipoico. Em conjunto, esses resultados nos mostram que o resveratrol e o ácido lipoico são capazes de modular positivamente o funcionamento tanto de células astrogliais quanto de células neuronais em situações de hiperamonemia, compartilhando também alguns mecanismos de ação, como a indução da HO1. Este estudo in vitro sugere que o resveratrol e o ácido lipoico são potenciais agentes terapêuticos para doenças do SNC, as quais envolvam produção de espécies reativas e resposta inflamatória, como a EH. / Astrocytes are dynamic and versatile cells which participate in the maintenance of brain homeostasis in physiological conditions and also in response to pathological conditions, such as hepatic encephalopathy. This neurological disease is mainly associated with hyperamonnemia, resulting from acute or chronic liver failure. Ammonia toxicity in the central nervous system (CNS) is mediated by several cellular and metabolic alterations, primarily in astroglial cells. In this sense, the search for molecules with therapeutical potential for CNS becomes highly relevant. Our group has shown that resveratrol and lipoic acid, two molecules known for their antioxidant activities, are able to modulate important glial functions mainly related to glutamate metabolism, antioxidant defense and inflammatory response. In this sense, this study aimed to evaluate the effects of resveratrol and lipoic acid in astroglial and neuronal cells exposed to ammonia, as well as their possible protective mechanisms. Firstly, we observed that resveratrol and lipoic acid were able to prevent ammonia-induced alterations in C6 astroglial cells functioning, such as glutamate uptake, glutamine synthetase (GS) activity and intracellular GSH content. Moreover, lipoic acid also exerted an anti-inflammatory effect in C6 astroglial cells, preventing the ammonia-stimulated release of pro-inflammatory cytokines (TNF, IL-1β, IL-6, IL-18) and S100B protein, by decreasing the activation of the transcription factor NFκB. We also verified that the most protective effects of resveratrol and lipoic acid involved the heme oxygenase 1 (HO1), an enzyme associated with protection against stressful conditions. Finally, we evaluated the effects of resveratrol and lipoic acid on neuronal cells exposed to ammonia. Again, both showed beneficial roles, preventing the increase of reactive oxygen species (ROS) and decrease of GSH content induced by ammonia. In neuronal cells, HO1 also mediated the protective effects of resveratrol and lipoic acid. Taken together, these results show that resveratrol and lipoic acid are able to positively modulate the functioning of both astroglial and neuronal cells in hyperamonemmia conditions, sharing some mechanisms of action, such as HO1. This study in vitro suggests that resveratrol and lipoic acid may represent potential therapeutic agents for CNS, during oxidative and inflammatory damages, as the induced by ammonia.

O filme lacrimal é o principal mecanismo de proteção da superfície ocular contra agentes externos e a quebra de sua homeostase pode levar à síndrome do olho seco, causando desde desconforto leve a dano severo na superfície ocular com prejuízo irreversível para a visão. A produção de lágrima pela glândula lacrimal está intimamente relacionada a fatores neuroendócrinos, hormonais e imunológicos e o estresse oxidativo pode ter um papel importante na sua regulação. Induzimos, neste estudo, o olho seco em modelo animal por supressão hormonal e realizamos a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 (AGPI n-3) e ácido lipoico, objetivando avaliar o estresse oxidativo e a resposta antioxidante na superfície ocular e glândula lacrimal e o papel destas substâncias no tratamento do olho seco. A produção lacrimal, medida através do teste de Schirmer, mostrou recuperação com a suplementação dietética com ácidos graxos poli-insaturados ômega 3 e ácido lipoico. O estresse oxidativo foi levemente modificado pelo ômega 3, enquanto o ácido lipoico teve um efeito pró-oxidante e antioxidante sítio específico, com influência importante na preservação da integridade da superfície ocular e melhora do olho seco. O dano oxidativo em proteínas foi medido através da quantificação dos níveis de carbonil e a peroxidação lipídica pela formação de MDA, defesas antioxidantes enzimáticas através da atividade da SOD total e GPx, defesas não enzimáticas através dos níveis de vitamina C, glutationa total e medida indireta de óxido nítrico. De acordo com nossos achados, o estresse oxidativo na glândula lacrimal não tem um papel importante no desenvolvimento do olho seco através de espécies reativas de oxigênio, mas o ácido lipoico altera o metabolismo de espécies reativas de nitrogênio e de vias de sinalização na superfície ocular ocasionando um aumento na atividade da peroxidase lacrimal e melhora da produção de lágrima com recuperação do teste de Schirmer. / The tear film is a major mechanism of ocular surface protection against harmful external agents and the breaking of its balance can lead to dry eye syndrome, causing from mild eye discomfort to scarring damage of the ocular surface with irreversible prejudice to vision. The production of tears by the lacrimal gland is closely related to neuroendocrine, hormonal and immunological factors and the oxidative stress can play an important role in its regulation. In this study, the dry eye was induced in an animal model by hormone suppression and the diet supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) and alpha-lipoic acid for evaluation of oxidative stress and antioxidant response in the ocular surface and lacrimal gland and the role of these substances in the treatment of dry eye. The lacrimal production, measured by the Schirmer test, showed recuperation when diet was supplemented with omega 3 polyunsaturated fatty acids and alpha-lipoic acid. PUFA omega 3 seems to have little oxidative stress effect while alpha-lipoic acid has site-specific pro-oxidant and antioxidant effect with important influence in ocular surface integrity preservation and dry eye improvement. Oxidative damage in protein was measured by carbonyl levels and lipids peroxidation by MDA production, enzymatic antioxidant defenses by tSOD and GPx activity, non-enzymatic defenses by vitamin C, glutathione and indirect oxide nitric levels. It appears that oxidative stress in the lacrimal gland does not play an important role in the dry eye through reactive oxygen species, but alpha-lipoic acid alters the metabolism of reactive nitrogen species and signaling pathways on the ocular surface with increased activity of lacrimal peroxidase and improved in Schirmer test and lacrimal production.