A fenilcetonuúia (PKU) é uma doença genética de caráter autossômico recessivo causada pela deficiência severa da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH), que converte fenilalanina (Phe) em tirosina. O bloqueio desta reação resulta no acúmulo de fenilalanina e de seus metabolitos no plasma e tecidos (1 a 3 mM) e está relacionado com o retardo mental e convulsões apresentados pelos pacientes. A PKU é uma das mais frequentes e estudadas aminoacidopatias, porém a neurofisiopatologia da doença ainda é pouco conhecida. Estudos recentes tanto em pacientes quanto em animais mostraram que o estresse oxidativo pode estar envolvido na fisiopatologia da PKU devido ao acúmulo de metabólitos tóxicos, à excessiva produção de radicais livres e à influência de uma dieta restrita, que é o tratamento indicado para os pacientes fenilcetonúricos mas pode levar à carência de antioxidantes. O ácido lipóico (AL) é considerado um antioxidante ideal, pois interage com outros antioxidantes, induz expressão gênica e reage com espécies reativas específicas. Além disso, o AL pode ser adquirido na própria dieta e passa facilmente a barreira hematoencefálica, e por isso este composto vem sendo estudado no tratamento e prevenção de estresse oxidativo em diversas doenças neurodegenerativas. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do AL sobre a toxicidade da Phe em parâmetros de estresse oxidativo como atividade das enzimas catalase (CAT); superóxido dismutase (SOD); glutationa peroxidase (GSH-Px) e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), conteúdo de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), de tióis totais e de carbonilas formadas. Além disso, avaliar o potencial antioxidante total (TRAP) e a reatividade antioxidante total (TAR), a concentração de glutationa reduzida (GSH), o conteúdo de 2'7'diclorofluoresceína formado (DCF) e a capacidade de eliminar radicais hidroxilas em cérebro de ratos jovens. Para isso foram realizados experimentos com pré-tratamento do AL in vitro e in vivo em um modelo de experimental de PKU. Foi observado que o prétratamento proposto é eficaz para previnir lipoperoxidação, diminuir as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas, diminuir o coteúdo total de GSH e, ainda, previnir o aumento de radicais gerados pelo acúmulo de Phe no tecido. Mais experimentos precisam ser realizados, porém se os resultados deste trabalho forem observados em pacientes é possível que uma dieta suplementada com AL possa contribuir para o tratamento da PKU. / Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease caused by autosomal recessive severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), which converts phenylalanine (Phe) to tyrosine. The blocking of this reaction results in accumulation of phenylalanine and its metabolites in plasma and tissues (1 to 3 mM) and is linked to mental retardation and seizures in affected patients. PKU is one of the most frequent and studied inherited disorder, but the neuropathophysiology of the disease is still poorly known. Recent studies both in patients and in animals have shown that oxidative stress may be involved in the pathophysiology of PKU because of the accumulation of toxic metabolites, the overproduction of free radicals and the influence of a restricted diet, which is indicated for the treatment patients with PKU but may produce antioxidant deficiencies. Lipoic acid (LA) is considered an ideal antioxidant because it interacts with other antioxidants, induces gene expression and reacts with specific reactive species. Moreover, AL can be acquired in the diet and easily cross the blood brain barrier, and so this compound has been studied in the treatment and prevention of oxidative stress in several neurodegenerative diseases. The purpose of this study was to evaluate the effects of LA against the toxicity of Phe on oxidative stress parameters such as the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), and the content of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), total thiol and carbonyl formed. Furthermore, to evaluate the total antioxidant potential (TRAP) and total antioxidant reactivity (TAR), the concentration of reduced glutathione (GSH), the content of 2'7'diclorofluorescein formed (DCF) and the ability to eliminate hydroxyl radical. So, experiments were performed with pre-treatment of AL in vitro and in vivo in brain of young rats subjected to a chemically-induced PKU. It was observed that the proposed pre-treatment is effective to prevent the increase of lipoperoxidation, the reduction of enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses (especially GSH), and also to prevent the increase of radicals generated by the accumulation of Phe in the tissue. More experiments need to be made, but if the results observed in this work were also seen in patients it is possible that a diet supplemented with AL may contribute to the current dietary treatment of PKU.

A fenilcetonuúia (PKU) é uma doença genética de caráter autossômico recessivo causada pela deficiência severa da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH), que converte fenilalanina (Phe) em tirosina. O bloqueio desta reação resulta no acúmulo de fenilalanina e de seus metabolitos no plasma e tecidos (1 a 3 mM) e está relacionado com o retardo mental e convulsões apresentados pelos pacientes. A PKU é uma das mais frequentes e estudadas aminoacidopatias, porém a neurofisiopatologia da doença ainda é pouco conhecida. Estudos recentes tanto em pacientes quanto em animais mostraram que o estresse oxidativo pode estar envolvido na fisiopatologia da PKU devido ao acúmulo de metabólitos tóxicos, à excessiva produção de radicais livres e à influência de uma dieta restrita, que é o tratamento indicado para os pacientes fenilcetonúricos mas pode levar à carência de antioxidantes. O ácido lipóico (AL) é considerado um antioxidante ideal, pois interage com outros antioxidantes, induz expressão gênica e reage com espécies reativas específicas. Além disso, o AL pode ser adquirido na própria dieta e passa facilmente a barreira hematoencefálica, e por isso este composto vem sendo estudado no tratamento e prevenção de estresse oxidativo em diversas doenças neurodegenerativas. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do AL sobre a toxicidade da Phe em parâmetros de estresse oxidativo como atividade das enzimas catalase (CAT); superóxido dismutase (SOD); glutationa peroxidase (GSH-Px) e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), conteúdo de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), de tióis totais e de carbonilas formadas. Além disso, avaliar o potencial antioxidante total (TRAP) e a reatividade antioxidante total (TAR), a concentração de glutationa reduzida (GSH), o conteúdo de 2'7'diclorofluoresceína formado (DCF) e a capacidade de eliminar radicais hidroxilas em cérebro de ratos jovens. Para isso foram realizados experimentos com pré-tratamento do AL in vitro e in vivo em um modelo de experimental de PKU. Foi observado que o prétratamento proposto é eficaz para previnir lipoperoxidação, diminuir as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas, diminuir o coteúdo total de GSH e, ainda, previnir o aumento de radicais gerados pelo acúmulo de Phe no tecido. Mais experimentos precisam ser realizados, porém se os resultados deste trabalho forem observados em pacientes é possível que uma dieta suplementada com AL possa contribuir para o tratamento da PKU. / Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease caused by autosomal recessive severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), which converts phenylalanine (Phe) to tyrosine. The blocking of this reaction results in accumulation of phenylalanine and its metabolites in plasma and tissues (1 to 3 mM) and is linked to mental retardation and seizures in affected patients. PKU is one of the most frequent and studied inherited disorder, but the neuropathophysiology of the disease is still poorly known. Recent studies both in patients and in animals have shown that oxidative stress may be involved in the pathophysiology of PKU because of the accumulation of toxic metabolites, the overproduction of free radicals and the influence of a restricted diet, which is indicated for the treatment patients with PKU but may produce antioxidant deficiencies. Lipoic acid (LA) is considered an ideal antioxidant because it interacts with other antioxidants, induces gene expression and reacts with specific reactive species. Moreover, AL can be acquired in the diet and easily cross the blood brain barrier, and so this compound has been studied in the treatment and prevention of oxidative stress in several neurodegenerative diseases. The purpose of this study was to evaluate the effects of LA against the toxicity of Phe on oxidative stress parameters such as the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), and the content of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), total thiol and carbonyl formed. Furthermore, to evaluate the total antioxidant potential (TRAP) and total antioxidant reactivity (TAR), the concentration of reduced glutathione (GSH), the content of 2'7'diclorofluorescein formed (DCF) and the ability to eliminate hydroxyl radical. So, experiments were performed with pre-treatment of AL in vitro and in vivo in brain of young rats subjected to a chemically-induced PKU. It was observed that the proposed pre-treatment is effective to prevent the increase of lipoperoxidation, the reduction of enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses (especially GSH), and also to prevent the increase of radicals generated by the accumulation of Phe in the tissue. More experiments need to be made, but if the results observed in this work were also seen in patients it is possible that a diet supplemented with AL may contribute to the current dietary treatment of PKU.

A fenilcetonuúia (PKU) é uma doença genética de caráter autossômico recessivo causada pela deficiência severa da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH), que converte fenilalanina (Phe) em tirosina. O bloqueio desta reação resulta no acúmulo de fenilalanina e de seus metabolitos no plasma e tecidos (1 a 3 mM) e está relacionado com o retardo mental e convulsões apresentados pelos pacientes. A PKU é uma das mais frequentes e estudadas aminoacidopatias, porém a neurofisiopatologia da doença ainda é pouco conhecida. Estudos recentes tanto em pacientes quanto em animais mostraram que o estresse oxidativo pode estar envolvido na fisiopatologia da PKU devido ao acúmulo de metabólitos tóxicos, à excessiva produção de radicais livres e à influência de uma dieta restrita, que é o tratamento indicado para os pacientes fenilcetonúricos mas pode levar à carência de antioxidantes. O ácido lipóico (AL) é considerado um antioxidante ideal, pois interage com outros antioxidantes, induz expressão gênica e reage com espécies reativas específicas. Além disso, o AL pode ser adquirido na própria dieta e passa facilmente a barreira hematoencefálica, e por isso este composto vem sendo estudado no tratamento e prevenção de estresse oxidativo em diversas doenças neurodegenerativas. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do AL sobre a toxicidade da Phe em parâmetros de estresse oxidativo como atividade das enzimas catalase (CAT); superóxido dismutase (SOD); glutationa peroxidase (GSH-Px) e glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), conteúdo de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), de tióis totais e de carbonilas formadas. Além disso, avaliar o potencial antioxidante total (TRAP) e a reatividade antioxidante total (TAR), a concentração de glutationa reduzida (GSH), o conteúdo de 2'7'diclorofluoresceína formado (DCF) e a capacidade de eliminar radicais hidroxilas em cérebro de ratos jovens. Para isso foram realizados experimentos com pré-tratamento do AL in vitro e in vivo em um modelo de experimental de PKU. Foi observado que o prétratamento proposto é eficaz para previnir lipoperoxidação, diminuir as defesas antioxidantes enzimáticas e não-enzimáticas, diminuir o coteúdo total de GSH e, ainda, previnir o aumento de radicais gerados pelo acúmulo de Phe no tecido. Mais experimentos precisam ser realizados, porém se os resultados deste trabalho forem observados em pacientes é possível que uma dieta suplementada com AL possa contribuir para o tratamento da PKU. / Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease caused by autosomal recessive severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), which converts phenylalanine (Phe) to tyrosine. The blocking of this reaction results in accumulation of phenylalanine and its metabolites in plasma and tissues (1 to 3 mM) and is linked to mental retardation and seizures in affected patients. PKU is one of the most frequent and studied inherited disorder, but the neuropathophysiology of the disease is still poorly known. Recent studies both in patients and in animals have shown that oxidative stress may be involved in the pathophysiology of PKU because of the accumulation of toxic metabolites, the overproduction of free radicals and the influence of a restricted diet, which is indicated for the treatment patients with PKU but may produce antioxidant deficiencies. Lipoic acid (LA) is considered an ideal antioxidant because it interacts with other antioxidants, induces gene expression and reacts with specific reactive species. Moreover, AL can be acquired in the diet and easily cross the blood brain barrier, and so this compound has been studied in the treatment and prevention of oxidative stress in several neurodegenerative diseases. The purpose of this study was to evaluate the effects of LA against the toxicity of Phe on oxidative stress parameters such as the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), and the content of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), total thiol and carbonyl formed. Furthermore, to evaluate the total antioxidant potential (TRAP) and total antioxidant reactivity (TAR), the concentration of reduced glutathione (GSH), the content of 2'7'diclorofluorescein formed (DCF) and the ability to eliminate hydroxyl radical. So, experiments were performed with pre-treatment of AL in vitro and in vivo in brain of young rats subjected to a chemically-induced PKU. It was observed that the proposed pre-treatment is effective to prevent the increase of lipoperoxidation, the reduction of enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses (especially GSH), and also to prevent the increase of radicals generated by the accumulation of Phe in the tissue. More experiments need to be made, but if the results observed in this work were also seen in patients it is possible that a diet supplemented with AL may contribute to the current dietary treatment of PKU.

Xylella fastidiosa é uma bactéria gram-negativa, colonizadora do xilema de plantas economicamente importantes, sendo responsável por diversas patogenias como a doença de Pierce em videiras e a clorose variegada dos citros (CVC). Plantas, ao serem infectadas por patógenos, dispõem de um maquinário de defesa que inclui a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS). Peróxidos de lipídios podem ser formados pelo ataque de ROS à membrana bacteriana ou pela ação de lipoxigenases. O sistema da AhpR (alquil hidroperóxido redutase) foi inicialmente caracterizado como o principal responsável pela defesa contra hidroperóxidos orgânicos em bactéria. Recentemente, foi descrito um gene em muitas bactérias patógenas no qual a sua deleção conferia a célula uma maior susceptibilidade a hidroperóxidos orgânicos, mas não a H2O2 ou a geradores de superóxido (Mongkolsuk et al., 1998 e Ochsner et al., 2001). Por esta razão, este gene foi denominado ohr (organic hydroperoxide resistance gene). O objetivo desse trabalho foi caracterizar funcionalmente a proteína ohr de X. fastidiosa. Inicialmente, demonstramos que ohr possui atividade peroxidase dependente de tiól sendo que sua capacidade de reagir com hidroperóxidos é devida á presença de um par de cisteínas conservadas em seu sítio ativo. Também mostramos que ohr possui um enovelamento alfa/beta único, não observado nas estruturas de outras peroxidases dependentes de tiól como peroxirredoxinas e glutationa peroxidases. Análises do sítio ativo de ohr mostraram que seus prováveis substratos são moléculas hidrofóbicas e alongadas. Corroborando esta hipótese, demonstramos que enzimas lipoiladas, classicamente relacionadas com o metabolismo intermediário, interagem física e funcionalmente com ohr, enquanto que os sistemas tiorredoxina e glutationa, classicamente relacionados a tióis peroxidases, não sustentam a atividade peroxidásica de ohr. Este resultado representa a primeira descrição de uma peroxidase que é diretamente reduzida por grupos lipóicos de enzimas. Também fornecemos evidências que indicam que ohr atua na redução de hidroperóxidos derivados de ácidos graxos insaturados. De fato, análise cinética de estado estacionário por bi substrato mostra que ohr decompõem hidroperóxidos orgânicos com alta eficiência (kcat/KM ~ 106M-1.s1) através de um mecanismo ping-pong, sendo aproximadamente dez mil vezes mais eficiente do que na presença de H2O2. Esses dados em conjunto mostram que ohr é central na resposta bacteriana contra o estresse induzido por hidroperóxidos orgânicos, mas não por H2O2 e define uma nova classe de enzimas antioxidantes com propriedade únicas: peroxidases dependentes de grupos lipóicos. Outro objetivo desse trabalho foi estudar a via de regulação gênica de ohr em Xylella fastidiosa. Na maioria dos organismos, ohr é regulada por uma proteína repressora denominada ohrR (Sukchawalit et al., 2001), mas em algumas bactérias foi descrito que a expressão de ohr era regulada positivamente por um fator sigma alternativo (σE) de função extra citoplasmática (Gourion et al., 2008). Nossos resultados mostraram que ohr de X. fastidiosa não está sob controle de nenhuma dessas proteínas, sendo provavelmente expressa constitutivamente. Análises por northern blot não mostraram alterações nos níveis de ohr em células submetidas a estresse oxidativo ou etanólico. Esses resultados, ainda que preliminares, indicam que possivelmente o controle da expressão gênica de ohr em X. fastidiosa é distinto daqueles descritos até o momento na literatura para outras bactérias. / Xylella fastidiosa is a gram-negative bacterium, which colonizes the xylem from economically important plants, being responsible for several diseases such as Pierce disease (PD) in gravepines and citrus variegated clorosis (CVC). Plants, when infected by pathogens, are able to defend themselves through several mechanisms which include the generation of reactive oxygen species (ROS). Lipid hydroperoxides can be generated from the attack of ROS to the bacterial membrane or by the action of lipoxygenases. The alkyl hydroperoxide reductase system (AhpR) was initially characterized as the main responsible for the detoxification of organic hydroperoxides in bacteria. Recently, it was also characterized another gene in many pathogenic bacteria, whose deletion renders cells susceptibility to organic hydroperoxide treatments but not by H2O2 or by superoxide generators (Mongkolsuk et al., 1998 and Ochsner et al., 2001). For this reason, it was named ohr (organic hydroperoxide resistance gene). The goal of this work was to functionally characterize ohr, the product of ohr gene from Xylella fastidiosa. Initially, we demonstrated that ohr possesses Cys-based thiol-dependent peroxidase activity. Later, we showed that ohr possesses a unique alpha/beta fold not observed in the structures of other thiol peroxidases such as peroxiredoxins and glutathione peroxidases. Analyses of ohr active site showed that its likely substrates are elongated and hydrophobic molecules. Furthermore, we showed that lipoylated enzymes, classically related with the intermediary metabolism, interacts physically and functionally with ohr while classical thiol-dependent pathways, such as thioredoxin and glutathione, failed to support ohr activity. This finding represents the first evidence of a peroxidase that is directly reduced by lipoyl groups of enzymes. Also, we obtained evidences indicating that ohr acts in the detoxification of peroxides derived from unsaturated fatty acids. In fact, steady-state kinetics using bi-substrate analysis showed that ohr decomposes organic peroxides with high efficiency (kcat/KM ~ 106 M-1.s-1 through a ping-pong mechanism, at least ten thousand times more efficiently than hydrogen peroxide (H2O2). All these results together shows that ohr is central in the response of bacteria to the stress induced by organic hydroperoxides but not by H2O2 and defines a new class of antioxidant enzymes with unique properties such as lipoyl-dependent peroxidase activity. Another goal of this work was to study the regulation of ohr expression in Xylella fastidiosa. ohr expression is regulated in most bacteria by a repressor protein named ohrR (Sukchawalit et al., 2001) but, in some bacteria, ohr expression is positively regulated by an alternative sigma factor (σE) with extracitoplasmatic function (Gourion et al., 2008). Our results showed that ohr from X. fastidiosa was not under the control of none of these regulators, probably being constitutively expressed. Through northern blot analysis, we did not observed any changes in ohr levels in cells submitted to oxidative or ethanolic stress. These results, indicates that ohr expression probably differs from that previously described on literature for other bacteria.

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.

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The α-lipoic acid (ALA) is used as a treatment to reduce oxidative damage in SAH, but there are no in vivo studies reporting the effect of its mechanism of action on iron metabolism. AIM: To study the effect of alpha-lipoic acid as antioxidant supplement used in the treatment of various noncommunicable chronic diseases and its new applications and evaluate the effect of ALA on blood cell count and iron kinetics in hypertensive patients with or without anemia, comparing the results between treatment group and control group. METHOD: Double-blind, randomized, placebo-controlled trial conducted from October/2012 to January/2013. Participants were 60 hypertensive patients with or without Diabetes Mellitus and distributed into treatment group (n = 32), receiving 600 mg / day of ALA for twelve weeks and control group (n = 28), receiving placebo for the same period. Blood cell count, serum iron, ferritin, Latent Iron-Binding Capacity (LIBC), Total Iron-Binding Capacity (TIBC), Transferrin Saturation Index (TSI) and transferrin were assessed before and after intervention. Intervention was prospectively evaluated by comparing results within and between groups using the paired Student t-test and ANOVA. The standardized coefficient of Cohen (d) was used to estimate the clinical effect adopting a significance level of 5%. RESULTS: The therapeutic action of ALA in the treatment of various diseases with oxidative potential has been proven through clinical trials, but there is still need for further studies to prove its effectiveness in relation to its various sites of action. The majority of patients were older than 60 years, and 75.0% were female. Only 3.3% of the sample showed changes in blood count compatible with Iron Deficiency Anemia. After intervention, the blood cell count in the treatment group showed a statistically significant increase in the number of neutrophils and reduction in the number of monocytes (p <0.05), but no significant changes were observed in the red series. A statistically significant reduction (p <0.05) in the serum iron levels and TSI when compared to the placebo group was observed. CONCLUSIONS: Most studies have demonstrated the role of lipoic acid in reducing the oxidative stress, but still further in vivo clinical trials are needed to investigate its therapeutic potential in the prevention of damages from noncommunicable chronic diseases. It was observed that the oral administration of ALA showed statistically significant changes in leukocyte counts and iron metabolism and for this reason its use as antioxidant supplement should be monitored and / or reevaluated in order to avoid complications in iron metabolism and thus prevent the occurrence of iron deficiency anemia. / A etiologia da hipertensão arterial sistêmica (HAS) tem sido associada ao estresse oxidativo e o excesso ou a deficiência de ferro também pode provocar distúrbio no sistema antioxidante. O Ácido α-Lipóico (AAL tem sido utilizado como recurso terapêutico para reduzir dano oxidativo na HAS, porém ainda não existem estudos in vivo que reportem quanto ao seu mecanismo de ação sobre o metabolismo do ferro. OBJETIVO: Estudar a ação do ácido alfa Lipóico como suplemento antioxidante utilizado no tratamento das diversas doenças crônicas não transmissíveis e suas novas aplicações e avaliar o efeito do AAL sobre o hemograma e cinética do ferro em indivíduos hipertensos com ou sem anemia, comparando os resultados da intervenção entre grupo tratamento e grupo controle. MÉTODOS: Ensaio duplo-cego, randomizado e controlado com placebo, realizado no período de outubro/2012 a Janeiro/2013. Participaram do estudo 60 indivíduos hipertensos com ou sem Diabetes Mellitus e distribuídos em grupo tratamento (n=32), que recebeu 600 mg/dia de AAL por doze semanas e grupo controle (n= 28) que recebeu o placebo pelo mesmo período. Foram avaliados, antes e após a intervenção, os valores do hemograma, Ferro Sérico, Ferritina, Capacidade Latente de Ligação do ferro (CLLF), Capacidade Total de Ligação do Ferro (CTLF), Índice de Saturação da Transferrina (IST) e Transferrina. A intervenção foi avaliada prospectivamente, comparando os resultados intra e intergrupos, utilizando-se os testes t de Student pareado e ANOVA. Para estimar o efeito clínico utilizou-se o coeficiente padronizado de Cohen’s d, adotando-se o nível de significância de 5%. RESULTADOS: A ação terapêutica do AAL no tratamento de várias doenças com potencial oxidativo tem sido comprovada através de ensaios clínicos, mas ainda existe a necessidade de novos estudos que fortaleçam a sua efetividade, face aos seus diversos sítios de ação. A maioria dos pacientes possuíam mais de 60 anos, sendo 75,0% do sexo feminino. Apenas 3,3% da amostra apresentavam alterações no hemograma, compatíveis com Anemia Ferropriva. Após a intervenção, o hemograma do grupo tratamento apresentou aumento estatisticamente significante do número de neutrófilos e redução do número de monócitos (p<0,05), mas sem alterações significativas da série vermelha. Observou-se uma redução estatisticamente significante (p<0,05) dos níveis de Ferro Sérico e IST quando comparada ao grupo placebo. CONCLUSÕES: A maioria dos estudos demonstrou o papel do ácido Lipóico na redução do estresse oxidativo, mas ainda se fazem necessários novos ensaios clínicos in vivo que investiguem o seu potencial terapêutico na prevenção dos danos decorrentes das DCNT. Observou-se que a administração oral do AAL demonstrou alterações estatisticamente significativas no leucograma e no metabolismo do ferro, e por este motivo o seu uso como suplemento antioxidante deve ser monitorado e/ou reavaliado, a fim de evitar complicações no metabolismo do ferro e consequentemente evitar o aparecimento de um quadro de anemia por deficiência de ferro.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-23Bitstream added on 2014-06-13T18:09:48Z : No. of bitstreams: 1 moraes_jdd_me_arafcf.pdf: 2965279 bytes, checksum: e4b88e85e5a2c07402cdd99a87bdd614 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Diversos antioxidantes demonstram considerável efeito na prevenção do câncer por reduzir o estresse oxidativo causado por uma ampla variedade de ataques: biológicos, químicos e físicos, dentre os quais a radiação solar ultravioleta (UV) é o estresse físico ambiental descrito entre os mais freqüentes ataques que ocorrem sobre a pele, o qual está associado no desenvolvimento na maioria das doenças, incluindo o câncer. Vários componentes da dieta podem ser utilizados sozinhos ou em combinação com fármacos convencionais para prevenir doenças. Ainda, a busca por metodologias alternativas à experimentação com animais para o teste de eficácia de formas cosméticas de uso tópico é devido à pressão pública existente neste sentido, introduzida principalmente pela Comunidade Européia (93/95/EC). O presente estudo teve por objetivo avaliar a atividade do ácido alfa– lipóico em cultura de células, além do estudo de estabilidade de emulsões O/A e seu comportamento reológico. Para isto, foram utilizadas culturas de células como modelo experimental, na tentativa de desenvolver um método alternativo à experimentação com animais que poderá ser utilizado pela indústria cosmética. Foram utilizadas culturas de células HepG2 (metabolizadoras de xenobióticos) e cultura de células HaCaT (queratinócitos) / Several antioxidants show significant effect in preventing cancer by reducing oxidative stress caused by a wide variety of attacks: biological, chemical and physical agents, amongst which the sun's ultraviolet (UV) is the most physical stress environment described among the most frequent attacks that occur on the skin, which is associated with development in most diseases, including cancer. Several dietary components can be used alone or in combination with conventional drugs to prevent disease. Still, the search for alternative methods to animal testing to test the efficacy of topical cosmetic forms is due to public pressure that exists in this sense, introduced mainly by the European Union (93/95/EC). This study aims to assess the activity of alpha-lipoic acid in cultured cells, in addition to studying the stability of O / W emulsions and their rheological behavior. For this, cell cultures are used as experimental models in an attempt to develop an alternative method to animal testing that may be used by the cosmetics industry. Will be used HepG2 cell cultures (xenobiotic metabolizing) and cell culture of HaCaT (keratinocytes)

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 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.