A enzima estudada no presente trabalho é delta-aminulevulinato dehidratase (δ-ALA D), uma enzima sufidrílica, cuja atividade pode ser inibida por uma variedade de agentes bloqueadores de grupos tiólicos . A reação catalisada pela δ-ALA D (formação do composto monopirrólico porfobilinogênio) faz parte da rota de síntese de compostos tetrapirrólicos como o grupamento heme, consequentemente a inibição desta enzima implica em alterações patológicas decorrentes da inibição da rota de biossíntese do heme e ainda resultar no acúmulo do substrato ALA, o qual pode ter atividade pró oxidante por estar envolvido na produção de espécies ativas de oxigênio. Avaliou-se a susceptibilidade da δ-ALA D de fígado de peixe e rato frente a inibição por selênio orgânico e inorgânico. Os resultados demostraram claramente que a enzima δ-ALA D de peixes e mamíferos é susceptível a inibição “in vitro” por compostos orgânicos e inorgânicos de selênio. A análise comparativa demostrou que a enzima δ-ALA D de peixes é mais resistente a inibição por selênio em relação a de mamíferos. Todavia não foi possível esclarecer as causas deste diferente comportamento. Os resultados demostraram que o sistema de hidroxilação previamente descrito em ratos que acelera cataliticamente a oxidação de DTT na presença de disselenetos também ocorre em tecidos de peixe. Neste sistema estão envolvidos fatores enzimaticos, uma vez que este efeito foi anulado pela desnaturação térmica do sobrenadante. O presente trabalho mostra que a enzima δ-ALA D de peixes e ratos é sensível a inibição; in vitro, por composto de selênio orgânico e inorgânico. A manutenção dos grupos SH do sítio ativo da enzima no estado reduzido é essencial para a ação catalítica da δ-ALA D. A inibição da δ-ALA D causada por selênio orgânico ( (PhSe2) e (BuSe2)) e selênio inorgânico (selenito de sódio) é prevenida por DTT. Estes resultados indicam que o selenio orgânico e inorgânico inibe a δ-ALA D por oxidação de grupos tióis essenciais da enzima. A inibição desta enzima e conseqüentes alterações na rota de síntese de tetrapirróis podem ser responsáveis pelos efeitos tóxicos de selenetos orgânicos e inorgânicos em peixes e outros animais. Em peixes os efeitos toxicos mais relatados referem-se a deficiências reprodutivas, principalmente na redução da sobrevivência larval. Coincidentemente os ovários são o local de maior acumulação de selênio nos tecido de peixe e o desenvolvimento larval exige intensa atividade da enzima δ-ALA D.

A enzima estudada no presente trabalho é delta-aminulevulinato dehidratase (δ-ALA D), uma enzima sufidrílica, cuja atividade pode ser inibida por uma variedade de agentes bloqueadores de grupos tiólicos . A reação catalisada pela δ-ALA D (formação do composto monopirrólico porfobilinogênio) faz parte da rota de síntese de compostos tetrapirrólicos como o grupamento heme, consequentemente a inibição desta enzima implica em alterações patológicas decorrentes da inibição da rota de biossíntese do heme e ainda resultar no acúmulo do substrato ALA, o qual pode ter atividade pró oxidante por estar envolvido na produção de espécies ativas de oxigênio. Avaliou-se a susceptibilidade da δ-ALA D de fígado de peixe e rato frente a inibição por selênio orgânico e inorgânico. Os resultados demostraram claramente que a enzima δ-ALA D de peixes e mamíferos é susceptível a inibição “in vitro” por compostos orgânicos e inorgânicos de selênio. A análise comparativa demostrou que a enzima δ-ALA D de peixes é mais resistente a inibição por selênio em relação a de mamíferos. Todavia não foi possível esclarecer as causas deste diferente comportamento. Os resultados demostraram que o sistema de hidroxilação previamente descrito em ratos que acelera cataliticamente a oxidação de DTT na presença de disselenetos também ocorre em tecidos de peixe. Neste sistema estão envolvidos fatores enzimaticos, uma vez que este efeito foi anulado pela desnaturação térmica do sobrenadante. O presente trabalho mostra que a enzima δ-ALA D de peixes e ratos é sensível a inibição; in vitro, por composto de selênio orgânico e inorgânico. A manutenção dos grupos SH do sítio ativo da enzima no estado reduzido é essencial para a ação catalítica da δ-ALA D. A inibição da δ-ALA D causada por selênio orgânico ( (PhSe2) e (BuSe2)) e selênio inorgânico (selenito de sódio) é prevenida por DTT. Estes resultados indicam que o selenio orgânico e inorgânico inibe a δ-ALA D por oxidação de grupos tióis essenciais da enzima. A inibição desta enzima e conseqüentes alterações na rota de síntese de tetrapirróis podem ser responsáveis pelos efeitos tóxicos de selenetos orgânicos e inorgânicos em peixes e outros animais. Em peixes os efeitos toxicos mais relatados referem-se a deficiências reprodutivas, principalmente na redução da sobrevivência larval. Coincidentemente os ovários são o local de maior acumulação de selênio nos tecido de peixe e o desenvolvimento larval exige intensa atividade da enzima δ-ALA D.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Heme pathway enzyme δ-aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D) is a good marker for oxidative stress and metal intoxication. This sulfhydrylic enzyme is inhibited in several oxidative pathologies like lead, mercury and aluminum intoxication, selenium organic species exposition and diabetes. Oxidative stress is one of cause of diabetes complications. This occurs due non-enzymatic glucose-mediated reaction, which can change structure of proteins and impair enzymes function. In our study, influences of high glucose, fructose and ribose concentrations on δ-ALA-D activity were evaluated in vitro. The possible mechanism, which underlies δ-ALA-D inhibition, was investigated using lysine, DTT, and t-butylamine. Reducing sugars (glucose, fructose and ribose) inhibit δ-ALA-D and inhibition order was fructose>ribose=glucose. Enzyme inhibition did not involve oxidation of its critical sulfhydryl groups because DTT and sodium borohydride did not modify enzyme inhibition. Furthermore, medium TBARS were not modified by exposition to monosaccharide. Authors diverge to mechanism inhibition of δ-ALA-D by glucose. Either glycosilation or oxidative stress are implicated in model of enzyme impairment. We concluded that δ-ALA-D inhibition caused by high concentrations of reducing sugar is mediated by enzyme glycosilation that lead to conformational changes, which can impair enzyme catalytic function. / A metaloenzima δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) participa da rota biossintética dos compostos tetrapirrólicos como o heme. Ela é considerada um bom marcador de estresse oxidativo e de intoxicação por metais. Essa enzima sulfidrílica encontra-se inibida em várias patologias como a intoxicação por chumbo, mercúrio e alumínio, a exposição a alguns compostos orgânicos de selênio e no diabetes. O estresse oxidativo é apontado como um dos causadores das chamadas complicações crônicas ou tardias da síndrome diabética. Segundo a literatura, uma das causas centrais responsáveis pelo desenvolvimento do estresse oxidativo no diabetes é o aumento dos níveis sangüíneos de glicose. Esse monossacarídeo sofre reações não-enzimáticas, as quais provocam produção de radicais livres, modificação da estrutura de proteínas e prejuízos ao funcionamento de algumas enzimas. Neste estudo, a enzima δ-ALA-D de eritrócitos humanos foi exposta a altas concentrações de glicose, frutose e ribose in vitro para avaliar o papel desses açúcares redutores na inibição da enzima. Esses monossacarídeos inibiram a δ-ALA-D e a ordem de inibição foi frutose > ribose = glicose. A inibição não foi modificada pelo uso de compostos com grupamentos aminas tais como lisina e t-butilamina. Além disso, a inibição não foi revertida com uso de zinco e ditiotreitol (DTT) nem tão pouco ocorreu um aumento significativo dos níveis de espécies reativas de oxigênio (TBARS). De acordo com a literatura, de maneira geral existem dois mecanismos para a inibição da enzima δ-ALA-D por concentrações anormais de glicose. O primeiro baseia-se na existência de estresse oxidativo e oxidação dos grupamentos tiólicos da enzima enquanto que o segundo é devido à glicosilação dos resíduos de lisina do sitio ativo da enzima. Nós concluímos então que a inibição da δ-aminolevulinato desidratase não é mediada pela oxidação dos grupamentos tiólicos do sitio ativo da enzima, pois o emprego de zinco e DTT no meio reacional não preveniu a inibição. Além disso, no curto período de pré-incubação e incubação, não houve aumento de espécies reativas de oxigênio. O mecanismo da inibição envolve, provavelmente, glicosilação do sítio ativo da enzima, o que causa uma modificação conformacional deletéria impedindo a sua ação catalítica.

A enzima estudada no presente trabalho é delta-aminulevulinato dehidratase (δ-ALA D), uma enzima sufidrílica, cuja atividade pode ser inibida por uma variedade de agentes bloqueadores de grupos tiólicos . A reação catalisada pela δ-ALA D (formação do composto monopirrólico porfobilinogênio) faz parte da rota de síntese de compostos tetrapirrólicos como o grupamento heme, consequentemente a inibição desta enzima implica em alterações patológicas decorrentes da inibição da rota de biossíntese do heme e ainda resultar no acúmulo do substrato ALA, o qual pode ter atividade pró oxidante por estar envolvido na produção de espécies ativas de oxigênio. Avaliou-se a susceptibilidade da δ-ALA D de fígado de peixe e rato frente a inibição por selênio orgânico e inorgânico. Os resultados demostraram claramente que a enzima δ-ALA D de peixes e mamíferos é susceptível a inibição “in vitro” por compostos orgânicos e inorgânicos de selênio. A análise comparativa demostrou que a enzima δ-ALA D de peixes é mais resistente a inibição por selênio em relação a de mamíferos. Todavia não foi possível esclarecer as causas deste diferente comportamento. Os resultados demostraram que o sistema de hidroxilação previamente descrito em ratos que acelera cataliticamente a oxidação de DTT na presença de disselenetos também ocorre em tecidos de peixe. Neste sistema estão envolvidos fatores enzimaticos, uma vez que este efeito foi anulado pela desnaturação térmica do sobrenadante. O presente trabalho mostra que a enzima δ-ALA D de peixes e ratos é sensível a inibição; in vitro, por composto de selênio orgânico e inorgânico. A manutenção dos grupos SH do sítio ativo da enzima no estado reduzido é essencial para a ação catalítica da δ-ALA D. A inibição da δ-ALA D causada por selênio orgânico ( (PhSe2) e (BuSe2)) e selênio inorgânico (selenito de sódio) é prevenida por DTT. Estes resultados indicam que o selenio orgânico e inorgânico inibe a δ-ALA D por oxidação de grupos tióis essenciais da enzima. A inibição desta enzima e conseqüentes alterações na rota de síntese de tetrapirróis podem ser responsáveis pelos efeitos tóxicos de selenetos orgânicos e inorgânicos em peixes e outros animais. Em peixes os efeitos toxicos mais relatados referem-se a deficiências reprodutivas, principalmente na redução da sobrevivência larval. Coincidentemente os ovários são o local de maior acumulação de selênio nos tecido de peixe e o desenvolvimento larval exige intensa atividade da enzima δ-ALA D.

É bem conhecido que muitos efeitos tóxicos do cádmio (Cd) resultem da ação da interação com metais essenciais, incluindo zinco (Zn). Sendo um poluente ambiental, a exposição à Cd conduz a distúrbios no conteúdo e atividade de Zn no organismo, representando importante via para o desenvolvimento de sua toxicidade. Evidências suportam que Zn pode reduzir os efeitos do Cd, prevendo ou reduzindo a ação tóxica deste metal, enquanto que a deficiência de Zn pode intensificar a toxicidade de Cd. Com base nisto, este trabalho buscou investigar (1) o efeito da interação Zn-Cd sobre o tecido hepático de ratos adultos, por representar um importante alvo biológico à ação dos metais e (2) se estes efeitos são estendidos ao SNC mesmo protegido pela barreira hemato-encefálica. Através da avaliação de parâmetros bioquímicos, como [delta]-aminolevulinato-desidratase e metalotioneína, os resultados encontrados suportam a sobreposição do efeito tóxico de Cd sobre as funções essenciais de Zn, entretanto existe diferença entre os tecidos quanto ao mecanismo protetivo exercido sobre a toxicidade de Cd. Além disso, obtemos dados sobre os níveis de MT que contrapõem suas funções benéficas previamente descritas. Em resumo, essa dissertação reforça a ação tóxica de Cd por vias biológicas comuns ao Zn e expõe diferenças entre o tecido hepático e o SNC quanto ao mecanismo interativo. / It is well known that many toxic effects of cadmium (Cd) results from the action of the interaction with essential metals, for example zinc (Zn). Cd is an environmental pollutant, which exposure leads to disturbance in the content and atividade of Zn in the body. Evidences indicate that Zn can reduce the effects of Cd for provide or reduce the toxic action of this metal, whereas Zn deficiency can intensify the toxicity of Cd. On account of this, our study aimed investigate (1) the effect of Zn-Cd interaction on the liver tissue of adult rats, which represents important biological target for action of the metals and (2) if these effects are extended to the CNS even protected by the blood-brain barrier. Through the evaluation of biochemical parameters, as [delta]-aminolevulinate-dehydratase ([delta]-ALA-D) and metallothionein (MT), the results support the overlap of the toxic effect of Cd on the essential functions of Zn; however there is difference between the tissues on the protective mechanism exerted on the toxicity of Cd. Furthermore, we obtain data on the levels of MT that contrast to their beneficial functions previously described. In summary, this work reinforces the toxic effect of Cd by biological pathways common to the Zn and explains differences between the liver tissue and CNS in relation to the interactive mechanism.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Chronic intake of diets containing high proportion of glucose, sucrose or fat promotes the development of insulin resistance and type 2 Diabetes mellitus. Furthermore, high levels of glucose can produce permanent chemical alterations in proteins and lipid peroxidation. δ-Aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D), which is the second enzyme in the heme pathway, is a sulfhydryl-containing enzyme highly sensitive to the presence of pro-oxidants elements and has been found inhibited in diabetics. Thus, the present study was designed to evaluate the effects of hyperglycidic and hyperlipidic diets on the lipid peroxidation and δ-ALA-D activity in different tissues of mice. High-glucose consumption, during 25 weeks, caused a significant increase in plasma glucose and triglyceride levels, TBARS content in kidney and liver, and a decrease in hepatic δ-ALA-D activity in relation to high-starch diet-fed animals. Blood HbA1c level and TBARS concentrations (liver, kidney, and brain) were significantly higher in mice fed the high-fat diet compared with those fed the high-starch diet, after 16 weeks. δ-ALA-D activity (liver, kidney, and brain) of mice fed the high-fat diet was significantly lower than those of mice fed the high-starch diet. Furthermore, positive correlations were found between the HbA1c and TBARS levels and negative correlations were found between the HbA1c levels and δ-ALA-D activity in all the studied tissues. The effects of short-term high-sucrose consumption (4 weeks) on sub-acute cadmium treatment also were analyzed. There was a significant increase in TBARS levels (spleen and liver) in cadmium and high-sucrose plus cadmium-treated mice. Testicular δ-ALA-D activity of cadmium and sucrose plus cadmium-treated animals was significantly inhibited, whereas the enzyme activity increased in blood and spleen. Also, Na+/K+-ATPase activity was significantly decreased in brain and kidney of sucrose plus cadmium-treated animals. High-glucose or high-sucrose consumption, during 30 weeks, caused an important increase in body weight, abdominal fat index, and plasma glucose levels; and, a positive correlation was observed between the abdominal fat index and blood glucose levels. TBARS levels were significantly increased in brain and kidney of both high-glucose and high-sucrose fed mice. There was a significant inhibition of the δ- ALA-D activity in blood, brain, kidney, and spleen of both high-glucose and highsucrose- fed mice. The aged animals had reduced enzyme activity (kidney and spleen) and increased TBARS levels (kidney, liver) in relation to young mice. DTTreactivation of δ-ALA-D of high-glucose and high-sucrose groups was significantly elevated in relation to control, indicating a more oxidative status of this enzyme. This fact also was observed as control, high-glucose, and high-sucrose groups were compared to young mice. In general, the results of this study indicate that consumption of high-glucose, high-glucose, and high-fat diet promotes oxidative stress related to hyperglycemia, which in turn can stimulate glycation and oxidation of proteins leading to δ-ALA-D inhibition in mice. Furthermore, high-sucrose consumption and sub-acute cadmium treatment have interactive effects on cerebral and renal Na+/K+-ATPase, showing that a short-term intake of high quantity of sucrose can aggravate the toxicity of Cd2+. Importantly, δ-ALA-D activity alterations found in this work stated this enzyme as a potential target for screening the physiologic or pathologic protein glications and oxidations caused by both Diabetes mellitus and aging. / A ingestão crônica de dietas com alto teor de glicose, sacarose e lipídios promove o desenvolvimento de resistência à insulina e DM tipo 2. Além disso, altos níveis de glicose podem produzir alterações químicas permanentes em proteínas e peroxidação lipídica. A enzima sulfidrílica δ-ALA-D, a segunda enzima da rota de síntese do heme, é altamente sensível a elementos pró-oxidantes e sua atividade pode estar inibida em diabéticos. Desta forma, este estudo foi designado para avaliar os efeitos de dietas hiperglicídicas e hiperlipídicas sobre os níveis de peroxidação lipídica e a atividade da enzima δ-ALA-D em diferentes tecidos de camundongos. O consumo de uma dieta rica em glicose, durante 25 semanas, causou um aumento significativo nos níveis plasmáticos de glicose e triglicerídios, na quantidade de TBARS no rim e no fígado, e um decréscimo na atividade da δ-ALA-D hepática quando comparado ao consumo de uma dieta rica em amido. O nível sanguíneo de HbA1c e as concentrações hepática, renal, e cerebral de TBARS foram mais altos em camundongos alimentados com uma dieta rica em gordura do que naqueles alimentados com uma dieta rica em amido, após 16 semanas de tratamento. As atividades hepática, renal e cerebral da δ-ALA-D também foram menores nos camundongos alimentados com a dieta rica em gordura. Além disso, foi encontrada uma correlação positiva entre os níveis de HbA1c e a concentração de TBARS e uma correlação negativa entre os níveis de HbA1c e a atividade da δ-ALA-D em todos os tecidos analisados. Os efeitos do alto consumo de sacarose (durante 4 semanas) sobre um tratamento sub-agudo com cádmio também foram analisados. Houve um aumento nos níveis de TBARS no baço e no fígado dos grupos tratados com cádmio ou sacarose + cádmio. A atividade da δ-ALA-D testicular dos animais tratados com cádmio ou sacarose + cádmio foi inibida, enquanto houve um aumento na atividade desta enzima no sangue e no baço dos animais. Além disso, a atividade da Na+/K+- ATPase diminuiu no cérebro e no rim dos animais tratados com sacarose + cádmio. O consumo de dietas ricas em glicose e sacarose, durante 30 semanas, aumentou o peso corporal, o índice de gordura abdominal e a glicemia; e, uma correlação positiva foi observada entre o índice de gordura abdominal e os níveis sanguíneos de glicose. Os níveis de TBARS também foram elevados no cérebro e no rim e houve uma inibição na atividade da δ-ALA-D no sangue, no cérebro, no rim e no baço de ambos os grupos. Além disso, os grupos tratados tiveram redução na atividade da δ-ALA-D e níveis elevados de TBARS em relação a animais jovens. O DTT, o qual reduz pontes dissulfeto, aboliu o efeito inibitório das dietas sobre a atividade da δ-ALA-D; e, a reativação da δ-ALA-D pelo DTT nos grupos tratados com glicose e sacarose foi elevada em relação ao controle, indicando um status mais oxidativo desta enzima. Isto também foi observado quando os grupos tratados foram comparados com camundongos jovens. De uma forma geral, os resultados deste estudo indicam que o consumo de dietas ricas em glicose, sacarose e gordura promove um estresse oxidativo relacionado à hiperglicemia, o que poderia estimular a glicação e a oxidação de proteínas e inibir a δ-ALA-D em camundongos. Nossos dados também indicam que o alto consumo de sacarose, mesmo por um curto período, pode agravar a toxicidade do cádmio sobre camundongos. Especificamente, as alterações na atividade da δ- ALA-D encontradas nesse trabalho colocam esta enzima como um alvo em potencial para acompanhar as oxidações fisiológicas ou patológicas causadas tanto pelo DM quanto pelo envelhecimento.

É bem conhecido que muitos efeitos tóxicos do cádmio (Cd) resultem da ação da interação com metais essenciais, incluindo zinco (Zn). Sendo um poluente ambiental, a exposição à Cd conduz a distúrbios no conteúdo e atividade de Zn no organismo, representando importante via para o desenvolvimento de sua toxicidade. Evidências suportam que Zn pode reduzir os efeitos do Cd, prevendo ou reduzindo a ação tóxica deste metal, enquanto que a deficiência de Zn pode intensificar a toxicidade de Cd. Com base nisto, este trabalho buscou investigar (1) o efeito da interação Zn-Cd sobre o tecido hepático de ratos adultos, por representar um importante alvo biológico à ação dos metais e (2) se estes efeitos são estendidos ao SNC mesmo protegido pela barreira hemato-encefálica. Através da avaliação de parâmetros bioquímicos, como [delta]-aminolevulinato-desidratase e metalotioneína, os resultados encontrados suportam a sobreposição do efeito tóxico de Cd sobre as funções essenciais de Zn, entretanto existe diferença entre os tecidos quanto ao mecanismo protetivo exercido sobre a toxicidade de Cd. Além disso, obtemos dados sobre os níveis de MT que contrapõem suas funções benéficas previamente descritas. Em resumo, essa dissertação reforça a ação tóxica de Cd por vias biológicas comuns ao Zn e expõe diferenças entre o tecido hepático e o SNC quanto ao mecanismo interativo. / It is well known that many toxic effects of cadmium (Cd) results from the action of the interaction with essential metals, for example zinc (Zn). Cd is an environmental pollutant, which exposure leads to disturbance in the content and atividade of Zn in the body. Evidences indicate that Zn can reduce the effects of Cd for provide or reduce the toxic action of this metal, whereas Zn deficiency can intensify the toxicity of Cd. On account of this, our study aimed investigate (1) the effect of Zn-Cd interaction on the liver tissue of adult rats, which represents important biological target for action of the metals and (2) if these effects are extended to the CNS even protected by the blood-brain barrier. Through the evaluation of biochemical parameters, as [delta]-aminolevulinate-dehydratase ([delta]-ALA-D) and metallothionein (MT), the results support the overlap of the toxic effect of Cd on the essential functions of Zn; however there is difference between the tissues on the protective mechanism exerted on the toxicity of Cd. Furthermore, we obtain data on the levels of MT that contrast to their beneficial functions previously described. In summary, this work reinforces the toxic effect of Cd by biological pathways common to the Zn and explains differences between the liver tissue and CNS in relation to the interactive mechanism.

É bem conhecido que muitos efeitos tóxicos do cádmio (Cd) resultem da ação da interação com metais essenciais, incluindo zinco (Zn). Sendo um poluente ambiental, a exposição à Cd conduz a distúrbios no conteúdo e atividade de Zn no organismo, representando importante via para o desenvolvimento de sua toxicidade. Evidências suportam que Zn pode reduzir os efeitos do Cd, prevendo ou reduzindo a ação tóxica deste metal, enquanto que a deficiência de Zn pode intensificar a toxicidade de Cd. Com base nisto, este trabalho buscou investigar (1) o efeito da interação Zn-Cd sobre o tecido hepático de ratos adultos, por representar um importante alvo biológico à ação dos metais e (2) se estes efeitos são estendidos ao SNC mesmo protegido pela barreira hemato-encefálica. Através da avaliação de parâmetros bioquímicos, como [delta]-aminolevulinato-desidratase e metalotioneína, os resultados encontrados suportam a sobreposição do efeito tóxico de Cd sobre as funções essenciais de Zn, entretanto existe diferença entre os tecidos quanto ao mecanismo protetivo exercido sobre a toxicidade de Cd. Além disso, obtemos dados sobre os níveis de MT que contrapõem suas funções benéficas previamente descritas. Em resumo, essa dissertação reforça a ação tóxica de Cd por vias biológicas comuns ao Zn e expõe diferenças entre o tecido hepático e o SNC quanto ao mecanismo interativo. / It is well known that many toxic effects of cadmium (Cd) results from the action of the interaction with essential metals, for example zinc (Zn). Cd is an environmental pollutant, which exposure leads to disturbance in the content and atividade of Zn in the body. Evidences indicate that Zn can reduce the effects of Cd for provide or reduce the toxic action of this metal, whereas Zn deficiency can intensify the toxicity of Cd. On account of this, our study aimed investigate (1) the effect of Zn-Cd interaction on the liver tissue of adult rats, which represents important biological target for action of the metals and (2) if these effects are extended to the CNS even protected by the blood-brain barrier. Through the evaluation of biochemical parameters, as [delta]-aminolevulinate-dehydratase ([delta]-ALA-D) and metallothionein (MT), the results support the overlap of the toxic effect of Cd on the essential functions of Zn; however there is difference between the tissues on the protective mechanism exerted on the toxicity of Cd. Furthermore, we obtain data on the levels of MT that contrast to their beneficial functions previously described. In summary, this work reinforces the toxic effect of Cd by biological pathways common to the Zn and explains differences between the liver tissue and CNS in relation to the interactive mechanism.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury is a divalent metal found in the liquid state at room temperature without biological function. Occupational exposure to this metal occurs mainly in industrial activities and agriculture. Its toxicity seems to be due to affinity for sulfhydryl groups and oxidative stress induction. Studies show that mercury causes physiological and biochemical changes in animals and humans. Zinc also is a divalent metal, but in contrast, is an essential element for living beings with important metabolic functions. Studies have indicated beneficial effects of this metal against oxidative damage caused by many toxic substances, including mercury. The objective of this study was to investigate the effect of ZnCl2 and HgCl2 on effect markers and oxidative damage of lactating rats (LR) and non-lactating rats (NLR). Adults LR and NLR received one dose of 27 mg/kg of ZnCl2 (subcutaneously) and after 24 hours received one dose of 5 mg/kg HgCl2 (subcutaneously). The animals were killed 24 hours after the last administration. Kidneys, liver, brain and blood were collected to perform the biochemical test. δ-aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D) activity were analyzed in kidney, liver, brain, and blood; non-protein, total thiols ascorbic acid levels in kidney, liver and brain; catalase activity in kidney and liver; serum urea and creatinine levels; and alanine aminotranferase (ALT) activity in serum and liver. The weights of animals and organs were also analyzed. No alterations were observed in the brains of LR and NLR; ascorbic acid levels also was not changed in tissues analyze. LR and NLR exposed to mercury showed a decrease of kidney total SH levels and an increase of urea and creatinine levels. NLR exposed to mercury showed an inhibition of kidney, liver and blood δ-ALA-D activity, and liver catalase activity. LR exposed to mercury showed an inhibition of blood δ-ALA-D activity and serum ALT activity. LR showed a decrease of liver absolute weight and an increase of kidney relative weight. NLR showed no changes in body and organs weights. Zinc per se increased liver non-protein thiols levels in LR and NLR and decreased liver absolute weight in LR. The pre-treatment with zinc prevented the inhibition of kidney (partially), liver and blood δ-ALA-D and liver catalase activity in NLR. Zinc also prevented the inhibition of blood δ-ALA-D, serum ALT (partially), the decrease in non-protein SH levels (partially) and increase relative weight of kidneys in LR. Thus, we suggest that LR and NLR differ as the toxicity caused by mercury, and the NLR are more sensitive to these toxic effects than the LR. Zinc shows promising effects against the toxic effects on analyzed parameters. / O mercúrio é um metal divalente, encontrado no estado líquido à temperatura ambiente e sem funções biológicas. A exposição ocupacional a esse metal ocorre principalmente em atividades industriais e na agricultura. Sugere-se que sua toxicidade é devida, principalmente, à afinidade por grupamentos sulfidrílicos e indução de estresse oxidativo. Estudos demonstram que o mercúrio causa alterações fisiológicas e bioquímicas em animais e humanos. O zinco também é um metal divalente, mas, em contra partida, é um elemento essencial para os seres vivos com importantes funções metabólicas. Estudos tem apontado efeitos benéficos desse metal contra danos oxidativos causados por muitas substâncias tóxicas, inclusive o mercúrio. Assim, o objetivo desse trabalho foi investigar o efeito do ZnCl2 e do HgCl2 sobre marcadores de efeitos e de dano oxidativo em ratas lactantes (RL) e não lactantes (RNL). RL e RNL adultas receberam subcutaneamente uma dose de 27 mg/kg de ZnCl2 e após 24 horas receberam uma dose de 5 mg/kg de HgCl2. Os animais foram mortos 24 horas após a última administração. Rins, fígado, cérebro e sangue foram coletados para realização dos testes bioquímicos. Foram analisados: a atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) renal, hepática, cerebral e sanguínea; os níveis de tióis totais e não protéicos e ácido ascórbico de rins, fígado e cérebro; atividade da catalase renal e hepática; os níveis séricos de ureia e creatinina; e a atividade da alanina aminotranferase (ALT) de soro e fígado. Os pesos dos animais e órgãos também foram analisados. Não se observou qualquer alteração nos parâmetros de cérebro das RL e RNL, e nos níveis de ácido ascórbico nos tecidos analisados. RL e RNL expostas ao mercúrio apresentaram uma diminuição nos níveis de SH total de rins e um aumento nos níveis de ureia e creatinina. RNL expostas ao mercúrio apresentaram uma inibição da atividade da δ-ALA-D de rins, fígado e sangue e da catalase hepática. RL expostas ao mercúrio tiveram uma inibição da atividade da δ-ALA-D sanguínea e da ALT sérica. Ainda, as RL apresentaram uma diminuição no peso absoluto de fígado e um aumento no peso relativo de rins. RNL não apresentaram alterações do peso corporal e dos órgãos. O zinco per se aumentou os níveis de tióis não protéicos de fígado nas RL e RNL e diminuiu o peso absoluto de fígado nas RL. O pré-tratamento com zinco preveniu a inibição da δ-ALA-D renal (parcialmente), hepática e sanguínea e da catalase hepática nas RNL. O zinco também preveniu a inibição da δ-ALA-D sanguínea, da ALT sérica (parcialmente), a diminuição nos níveis de SH não protéicos (parcialmente) e aumento do peso relativo de rins nas RL. Dessa forma, podemos sugerir que RL e RNL diferem quanto à toxicidade causada pelo mercúrio, visto que as RNL são mais sensíveis a esses efeitos tóxicos do que as RL, e que o zinco apresenta efeitos promissores contra essa ação tóxica na maioria dos parâmetros analisados.

The acid aminolevulinato dehydratase (δ-ALA-D) is a thiol enzyme involved in tetrapirrólicos composite biosynthesis, as heme. This enzyme is inhibited by some metals, having been also its inhibition a pointer of poisoning for lead (Pb). Additionally, many studies suggest its inhibition as a marker of it oxidative stress, due the high affinity of groups - SH of the enzyme to the pró-oxidantes agents. Patients with chronic renal insufficience (IRC) under treatment of hemodialysis have oxidative stress amplified, as well as increased aluminum levels. The objectives of this study had been to evaluate in patients IRC under treatment of hemodialysis (HD) and healthly individuals, the effect of the levels of reactive species to the acid tiobarbitúrico (TBARS) in the plasma, a marker of comumente estresse it oxidativo used, and aluminum levels (Al) on the activity of blood δ-ALA-D. Also the envolvement of groups - SH in the activity of the enzyme was evaluated, through the incubation in vitro with dithiothreitol (DTT), a reducing agent. The joined results had been, activity of diminished δ-ALA-D, the increased of TBARS levels and Al (p<0.05) in hemodialisados patients compared with the group of healthly individuals. The activity of the enzyme after incubation with DTT significantly was increased in the hemodialisados ones, but it did not reach the levels found in the healthly individuals. Moreover, the activity of the enzyme was correlated negative with the TBARS levels and Al, however, the partial correlation only showed influence of the TBARS in the activity of the enzyme. It is concluded that in HD patients the activity of δ-ALA-Dsignificantly is diminished, that its groups - SH are inhibited, provalmente had to oxidative stress. However the inhibition of the groups - SH is not the only cause of reduction of the enzymatic activity, since the DTT did not revert its activity the normal levels. / A ácido delta aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) é uma enzima tiólica, envolvida na biossíntese de compostos tetrapirrólicos, como o heme. Essa enzima é inibida por vários metais, sendo inclusive sua inibição um indicador de intoxicação por chumbo (Pb). Adicionalmente, muitos estudos sugerem sua inibição como um marcador do estresse oxidativo, devido a alta afinidade dos grupos SH da enzima aos agentes pró-oxidantes. Pacientes com insuficiência renal crônica (IRC) sob tratamento de hemodiálise têm o estresse oxidativo amplificado, bem como níveis de alumínio aumentados. Os objetivos deste estudo foram avaliar em pacientes com IRC sob tratamento de hemodiálise e indivíduos saudáveis, os efeitos dos níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) no plasma, um marcador do estresse oxidativo comumente utilizado, e níveis de alumínio (Al) sobre a atividade da δ-ALA-D sangüínea. Também foi verificado o envolvimento dos grupos SH na atividade da enzima, através da incubação in vitro com dithiothreitol (DTT), um agente redutor. Os resultados encontrados foram, atividade da δ-ALA-D diminuída, os níveis de TBARS e Al aumentados (p<0,05) em pacientes hemodialisados comparados ao grupo de indivíduos saudáveis. A atividade da enzima após incubação com DTT foi significativamente aumentada nos hemodialisados, mas não atingiu os níveis encontrados nos indivíduos saudáveis. Além disso, a atividade da enzima correlacionou-se negativamente com os níveis de TBARS e Al, no entanto, a correlação parcial mostrou influência somente do TBARS na atividade da enzima.Conclui-se que em pacientes hemodialisados a atividade da δ-ALA-D é significa-tivamente diminuída, que seus grupos SH estão inibidos, provalmente devido ao estresse oxidativo. No entanto, a inibição dos grupos SH não é provavelmente a única causa de diminuição da atividade enzimática, já que o DTT não reverteu sua atividade a níveis normais.