Aerobic exercise of sufficient intensity and duration can result in increased generation of reactive oxygen species and exercise of extreme endurance may cause oxidative stress with a concomitant decreased activity of antioxidant defense systems. The aim of this study was to investigate the possible effect of a peak of oxidative stress exposition on the activity of blood d-ALA-D, an enzyme sensitive to pro-oxidant situations. The protocol of exercise (treadmill) was divided in rest, submaximal exercise, maximal exercise, and recovery. Oxidative stress biomarkers (TBARS production and δ-ALA-D activity), antioxidant defenses systems (catalase activity, -SH and ascorbic acid) were measured in human blood. The maximal exercise induced an increase in TBARS production and -SH levels during submaximal exercise, maximal exercise and recovery when compared with resting. δ-ALA-D activity increased at maximal exercise and recovery when compared with resting. Catalase activity increased during submaximal exercise and recovery when compared to the rest period. The results described here suggest that d-ALA-D was modulated in a way similar to that observed for other biomarkers of oxidative stress. Complementary investigations analyzing the functional role of d-ALA-D activity need to be performed. Additionally, the results suggest that during the test stages the stimulation of antioxidant defense systems (observed by the increase in thiol group levels) were not sufficient to prevent lipid peroxidation even in trained individuals. / O exercício aeróbico realizado em determinada intensidade e duração pode resultar no aumento da geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) sendo que o exercício de extrema resistência pode causar estresse oxidativo com a concomitante diminuição na atividade do sistema de defesa antioxidante. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito na atividade da enzima δ-ALA-D e de outros biomarcadores de estresse oxidativo e defesas antioxidantes em corredores de longa distância submetidos a exercício agudo de curta duração. O protocolo de exercício (realizado em uma esteira ergométrica) foi dividido em repouso, submáximo, máximo e recuperação. Foram avaliados, em sangue humano, os biomarcadores de estresse oxidativo (produção de TBARS e atividade da d-ALAD) sistema de defesa antioxidante (atividade da catalase, -SH e ácido ascórbico). Como resultados, o exercício máximo induziu o aumento na produção de TBARS e níveis de -SH durante o exercício submáximo, máximo e recuperação quando comparados ao repouso. A atividade da d-ALA-D aumentou no exercício máximo e recuperação quando comparada ao período de repouso. Quando comparado ao período de repouso a atividade da catalase aumentou no exercício submáximo e na recuperação. Os resultados deste estudo sugerem que a enzima d-ALAD foi modulada em uma via similar as observadas para outros biomarcadores de estresse oxidativo. Investigações complementares analisando a papel funcional da atividade da d-ALAD necessitam ser realizadas. Ainda, os resultados deste estudo sugerem que durante o protocolo de exercício a estimulação do sistema de defesa antioxidante (observada pelo aumento nos níveis de grupos tióis) não foi suficiente para prevenir a peroxidação lipídica mesmo nos indivíduos treinados.

The activity of Delta-Aminolevulinate Dehydratase (d-ALA-D) was analyzed in patients suffering from diabetes mellitus and primary hypothyroidism. Five groups of patients were studied: compensated diabetes mellitus, non-compensated diabetes mellitus, compensated hypothyroidism, non-compensated hypothyroidism and control group. The analysis of d-ALA-D in these groups showed the following results: the activity of d-ALA-D on non-compensated diabetes mellitus decreased comparing to the control group, to the compensated diabetes mellitus group. The activity of d-ALA-D on non-compensated hypothyroidism increased compared to the control group and also to non-compensated hypothyroidism. In vitro analyses of the drugs used by the patients suffering diabetes mellitus (metformin, chlorpropamide, glibenclamide, glimepiride) and the drug used by the patients suffering primary hypothyroidism (thyroxine) were fulfilled to verify some change in the activity of d-ALA-D, and the findings showed that there was not any changes on d-ALA-D activity. Metals may interfere in the action of d-ALA-D. Consequently,the quantity of metals (lead, zinc, copper) present in the patients blood was measured. One observed that the amount of those metals was not different, from a statistical, among the groups. Therefore, we can conclude that the activity of d-ALA-D increased in the group of non-compensated hipothyroidism and decreased in the non-compensated diabetes, and may be it could be related to the complications observed in such pathologies / A atividade da delta-aminolevulinato desidratase (d-ALA-D) foi analisada em pacientes com diabetes mellitus e pacientes com hipotireoidismo primário. Foram estudados cinco grupos de pacientes: diabetes mellitus compensado, diabetes mellitus descompensado, hipotireoidismo compensado, hipotireoidismo descompensado e grupo controle. A análise da d-ALA-D nesses grupos mostrou os seguintes resultados: a atividade da d-ALA-D nos pacientes com diabetes mellitus descompensados encontrava-se diminuída em relação ao grupo controle, ao grupo dos diabéticos compensados. Observamos que nos pacientes com hipotireoidismo descompensado, a atividade da d-ALA-D encontrava-se aumentada em relação ao controle e também em relação ao grupo dos hipotireoideos compensados. Foram realizadas análises in vitro das medicações utilizadas pelos pacientes diabéticos (metformina, glibenclamida, clorpropamida, glimepirida) e hipotireoideos (tiroxina), com o objetivo de verificar se havia alteração na atividade da d-ALA-D e como resultados obtivemos que as medicações não alteraram a atividade da referida enzima. Os metais podem interferir na atividade da d-ALA-D. Por isso foi medida a quantidade de metais (chumbo, zinco, cobre) presentes no sangue destes pacientes. Observamos que a quantidade dos referidos metais não foi diferente, do ponto de vista estatístico, entre os grupos. Desta forma, concluímos que a atividade da d-ALA-D estava aumentada no grupo de pacientes hipotireoideos descompensados e diminuída no dos diabéticos descompensados, podendo este fato ter relação com o desenvolvimento das complicações nestas doenças

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury is a metal without any biological function. The exposure to mercury in any of different chemical forms can induce toxic effects on living organisms. This toxicity is commonly attributed to the high affinity that this metal has for sulfhydryl groups (SH) and oxidative stress induction. Zinc is an essential metal important in many biochemical and cellular functions, and stands out among the compounds studied for preventing the damage caused by toxic metals such as mercury. Recently we verify the effectiveness of pre-treatment with zinc against the effects caused by mercury in rats sacrificed 24 hours after administration of the toxic metal. However, despite the zinc to prevent some alterations, many questions remain. Thus, we sought to evaluate the toxic effects of mercury in rats analyzed 12 and 48 hours after exposure, and the possible preventive effect of zinc. For this, Wistar rats were injected (s.c.) with 0.9% NaCl (saline) or ZnCl2 (27 mg/kg) and 24 hours later, saline or HgCl2 (5 mg/kg). The animals were sacrificed 12 or 48 hours after administration of mercury. We evaluated the activity of enzymes δ- aminolevulinic acid dehydratase and alanine aminotransferase, and levels of total and nonprotein thiols, ascorbic acid, urea and creatinine, besides analyze metal content in liver, kidney and blood. Body and organs weight were also evaluated. In animals sacrificed 12 hours after treatment with mercury was verified: decrease of ascorbic acid levels and increase of kidney weight, as well as accumulation of mercury and zinc in the kidneys and liver. The zinc pretreatment prevented completely the mercury effect on renal weight of these animals. In 48 hours after mercury exposure, these effects were observed: decrease of weight gain and increase of renal weight, increase of urea and creatinine levels, and reduction of the δ-ALA-D activity and kidney total thiols levels. Furthermore, the treatment with mercury increased levels of this metal in the kidneys and liver. Zinc partially prevented the changes in gain weight and creatinine levels. In conclusion, these results show that mercury caused different modifications in both periods studied and the zinc pretreatment prevented some of the parameters altered by mercury exposure. / O mercúrio é um metal sem qualquer função biológica. A exposição ao mercúrio em qualquer uma de suas diferentes formas químicas pode induzir efeitos tóxicos aos organismos vivos. Esta toxicidade é comumente atribuída à alta afinidade que esse metal possui por grupamentos sulfidrílicos (-SH) e a indução de estresse oxidativo. O zinco é um metal essencial importante em muitas funções bioquímicas e celulares, e destaca-se dentre os compostos estudados, pela prevenção dos danos causados por metais tóxicos como o mercúrio. Recentemente verificamos a eficácia do pré-tratamento com zinco contra os efeitos causados pelo mercúrio em ratas sacrificadas 24 horas após a administração do metal tóxico. Contudo, apesar do zinco prevenir algumas alterações, muitas questões permanecem. Assim, buscamos avaliar os efeitos tóxicos do mercúrio em ratas analisados 12 e 48 horas após a exposição, e o possível efeito preventivo do zinco. Para isso, ratas Wistar foram injetadas (s.c.) com NaCl 0,9% (salina) ou ZnCl2 (27 mg/kg) e 24 horas mais tarde, com salina ou HgCl2 (5 mg/kg). Os animais foram mortos 12 ou 48 horas após a administração de mercúrio. Avaliamos a atividade das enzimas δ-aminolevulinato desidratase e alanina aminotransferase, assim como níveis de tióis totais e não proteicos, níveis de ácido ascórbico, ureia e creatinina, além de analisarmos o conteúdo de metal em fígado, rins e sangue. O peso corporal e de órgãos também foram avaliados. Nos animais mortos 12 horas após o tratamento com mercúrio verificou-se: diminuição dos níveis de ácido ascórbico e aumento do peso renal, assim como acúmulo dos metais mercúrio e zinco em rins e fígado. O pré-tratamento com zinco preveniu totalmente o efeito do mercúrio sobre o peso renal. Em 48 horas após a exposição ao mercúrio, os efeitos observados foram: diminuição do ganho de peso e aumento do peso renal, aumento nos níveis de ureia e creatinina, e diminuição da atividade da δ-ALA-D e dos níveis de tióis totais renal. Ainda, o tratamento com mercúrio aumentou os níveis desse metal em rins e fígado. O zinco preveniu parcialmente as alterações no ganho de peso e nos níveis de creatinina. Em conclusão, estes resultados mostram que o mercúrio provocou diferentes modificações nos dois períodos estudados e que o pré-tratamento com zinco preveniu alguns dos parâmetros alterados pela exposição ao mercúrio.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury (Hg) is a divalent metal found liquid at room temperature without biological functions and anthropogenically released in industrial, agricultural activities and burning of fossil fuels. Toxic effects caused by exposure to this metal are related to the interaction of different biochemical processes due to its affinity for sulfhydryl groups (SH). This damage depends on the time of exposure and the development period in which the individuals are exposed. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of a single subcutaneous dose of inorganic Hg in virgin, pregnant and lactating rats, as well as the protective effect of zinc (Zn) and N-acetylcysteine (NAC). For this, three experimental protocols were used: I) Virgin female rats were treated with ZnCl2 (27 mg/kg) and/or NAC (5 mg/kg) or saline (0.9%) and 24 hours after with HgCl2 (5 mg/kg) or saline (Article 1). II) Pregnant or lactating rats were treated with ZnCl2 (27 mg/kg) and/or NAC (5 mg/kg) or saline (0.9%) and 24 hours after with HgCl2 (10 mg/kg) or saline (manuscript I). III) Renal and hepatic analysis of virgin, pregnant and lactating rats exposed to a dose of HgCl2 (5 mg/kg) or saline (manuscript II). In all protocols euthanasia was performed 24 hours after the last treatment and the tissues removed and prepared for analysis. Protocols I and II focused primarily on biochemical parameters in different tissues and protocol III in morphological evaluations and protein expression in the kidneys and liver. Virgin rats exposed to Hg showed inhibition of the δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity in all tissues analyzed, changes in serum markers of hepatic (alanine aminotransferase [ALT] and aspartate aminotransferase [AST]) and renal (creatinine and urea) damage, morphological damage, and changes in proteins related to oxidative stress expression, for instance, mitofusin 2 (MFN2), inducible nitric oxide synthase (iNOS), heat shock protein 27 (HSP27) and glucose regulated protein 75 (GRP75). Pregnant and lactating rats exposed to mercury showed milder changes than virgin rats, including no inhibition of hepatic δ-ALA-D or alterations of proteins related to oxidative stress and few morphological damage. Pregnant and lactating rats still showed physiologically higher levels of metallothionein (MT) in the liver and larger glomerulus diameter than virgin rats. The results suggest greater resistance of pregnant and lactating rats to Hg compared with virgin rats. This difference may be related to increase of hepatic MT levels induced by pregnancy and lactation. This protein is synthesized in the liver and plays an important chelator role,. making substances, such as Hg, less harmful. The treatment with Zn and NAC showed promising results against damage caused by Hg, probably by induction of MT synthesis caused by Zn and by chelating action of NAC. In both situations occur the capture of Hg. The metal bound to MT or NAC is neutralized and consequently has lower toxicity effects. / O mercúrio (Hg) é um metal bivalente encontrado líquido a temperatura ambiente, sem funções biológicas e antropogenicamente liberado em atividades industriais, agricultura e queima de combustíveis fósseis. Os efeitos tóxicos causados pela exposição a esse metal estão relacionados à sua interação com diferentes processos bioquímicos devido a sua afinidade por grupos sulfidrílicos (SH). Estes danos dependem do tempo de exposição e do período de desenvolvimento em que os indivíduos são expostos. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do Hg inorgânico, em dose única subcutânea, em ratas virgens, gestantes e lactantes, bem como, a capacidade protetora do zinco (Zn) e da N-acetilcisteína (NAC). Para isso, adotamos três protocolos experimentais: I) Ratas virgens foram tratadas com ZnCl2 (27 mg/kg) e/ou NAC (5 mg/kg) ou salina (0,9%) e 24 horas após com HgCl2 (5 mg/kg) ou salina (artigo 1). II) Ratas gestantes e lactantes tratadas com ZnCl2 (27 mg/kg) e/ou NAC (5 mg/kg) ou salina (0,9%) e 24 horas após com HgCl2 (10 mg/kg) ou salina (manuscrito I). III) Análise renal e hepática de ratas virgens, gestantes e lactantes expostas a uma dose de HgCl2 (5 mg/kg) ou salina (manuscrito II). Em todos os protocolos a eutanásia foi realizada 24 horas após o último tratamento e os tecidos retirados e preparados para as análises. Os protocolos I e II tiveram como foco principal parâmetros bioquímicos em diferentes tecidos e o protocolo III em avaliações morfológicas, expressão proteica em rins e fígado. Ratas virgens expostas ao Hg apresentaram inibição da atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) em todos os tecidos analisados, alterações em marcadores hepáticos (alanina aminotransferase [ALT] e aspartato aminotransferase [AST]) e renais (creatinina e ureia), além de danos morfológicos e alteração na expressão de proteínas relacionadas ao estresse oxidativo, como a mitofusina 2 (MFN2), óxido nítrico sintetase induzível (iNOS), proteína de choque térmico 27 (HSP27) e proteína reguladora de glicose 75 (GRP75). Ratas gestantes e lactantes expostas ao Hg apresentaram alterações mais brandas que ratas virgens, inclusive sem inibição da δ-ALA-D hepática ou distúrbios em proteínas relacionadas com dano oxidativo, bem como poucos danos morfológicos em rins e fígado. Ratas gestantes e lactantes apresentaram altos níveis hepáticos de metalotioneínas (MT) e aumento no diâmetro glomerular em relação as ratas virgens. Os resultados sugerem maior resistência de ratas gestantes e lactantes ao Hg quando comparadas com ratas virgens. Esta diferença pode ser relacionada ao aumento nos níveis hepáticos de MT induzidos pela gestação e lactação. Essa proteína é sintetizada principalmente no fígado e desempenha importante função quelante, tornando substâncias como o Hg, menos nocivas. Os tratamentos com Zn e NAC, mostraram resultados promissores contra os danos causados pelo Hg, provavelmente pela indução da síntese de MT causada pelo Zn, e pela ação quelante da NAC. Em ambas as situações ocorre a captura do Hg. O metal ligado a MT ou a NAC é neutralizado e consequentemente apresenta menor toxicidade.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this study was to compare the effects of mercuric chloride (HgCl2) on renal and hepatic parameters in adult non-lactating and lactating rats and their pups and to assess the potential preventive role of Zn, given as zinc chloride (ZnCl2), on the nephrotoxic and hepatotoxic effects caused by exposure to inorganic mercury. Nonlactating and lactating rats were pre-exposed to a daily dose of ZnCl2 (27 mg/kg/day; s.c.) or saline 0.9% during five consecutive days and to a daily dose of HgCl2 (5 mg/kg/day; s.c.) or saline 0.9% for the five subsequent days. The exposure of lactating rats to metals began on day 3 of lactation. Suckling pups were exposed to metals exclusively through maternal milk. Animals were observed daily throughout the study for signs of toxicity and mortality. Water and food consumption of lactating and nonlactating rats were monitored daily during the entire period of exposure to metals. Animals were euthanized 24 h after the last dose of HgCl2 and tissue samples were collected (blood, kidney and liver) to analyze the following parameters: daminolevulinic acid dehydratase (d-ALA-D) activity; biochemical parameters indicative of renal (plasma urea and creatinine levels) and hepatic (plasma AST, ALT and LDH activities) toxicity and the metal levels (Hg and Zn) in all tissues studied. In nonlactating rats, the survival rate; food consumption; body and kidney weights; blood and renal d-ALA-D activity; plasma urea and creatinine levels; plasma ALT and AST activities; renal histology; blood Zn levels and blood, kidney and liver Hg levels were significantly affected by HgCl2 exposure. Previous exposure to ZnCl2 prevented some of the effects of mercury, such as: decrease in survival rate, increase in plasma urea and creatinine levels, inhibition in blood (partially) and renal d-ALA-D activity, the increase in plasma AST (partially) activity and the decrement in blood Zn levels. In contrast, ZnCl2 was unable to prevent the effects of mercury on the decrease in food consumption and in body and kidney weights, inhibition of plasma ALT activity, renal histological alterations and on the increased Hg levels in tissues. In lactating rats, food consumption, body and kidney weights, blood and hepatic d-ALA-D activity, plasma ALT activity and Hg levels in blood and kidneys were significantly modified by HgCl2 exposure. Previous exposure to ZnCl2 was not able to prevent any physiological and biochemical changes induced by HgCl2 exposure. Moreover, the pre-exposure to ZnCl2 potentiated the effects of HgCl2 exposure on retention of Hg in renal and hepatic tissues and induced histological alterations in the liver (which were not observed when lactating rats were exposed to HgCl2 alone). In pups, body weight gain, absolute kidney and liver weights and retention of Hg in these tissues were significantly altered by indirect exposure to heavy metal through maternal milk. None of these changes were prevented by pre-exposure of their mothers to ZnCl2. Taken together, this study showed for the first time that lactating rats exposed to HgCl2 presented distinct biochemical responses comparing to non-lactating rats when renal and hepatic parameters were evaluated. Furthermore, these results showed that mercury is transferred to the pups through maternal milk and that mercury levels available to pups were not sufficient to induce any change in biochemical parameters evaluated. The preventive effect of ZnCl2 on renal toxicity induced by HgCl2 in non-lactating rats suggests effectively that it serves as a promising alternative for the preventive treatment of inorganic mercury poisoning cases; however, since pre-exposure to ZnCl2 potentiated the effects of HgCl2 on mercury levels in kidney and liver and induced histological changes in hepatic tissue of lactating rats, we suggest that ZnCl2 should be used with caution during lactation and that more studies are necessary to ensure the safety of its use in this period. / O objetivo deste estudo foi comparar os efeitos da exposição ao cloreto de mercúrio (HgCl2) sobre parâmetros renais e hepáticos em ratas adultas não-lactantes e ratas lactantes e seus filhotes, e avaliar o possível efeito preventivo do zinco (Zn), administrado na forma de cloreto de zinco (ZnCl2), sobre os efeitos nefro e hepatotóxicos causados pela exposição ao mercúrio inorgânico. As ratas lactantes e nãolactantes foram pré-expostas a uma dose diária de ZnCl2 (27 mg/kg/dia; s.c.) ou solução salina 0,9% durante cinco dias. Nos cinco dias subsequentes, as ratas foram expostas a uma dose diária de HgCl2 (5 mg/kg/dia; s.c.) ou salina 0,9%. A exposição das ratas lactantes aos metais iniciou-se no 3º dia de lactação. Os filhotes foram expostos aos metais exclusivamente via leite materno. Os animais foram observados diariamente quanto aos sinais de toxicidade e mortalidade. O consumo de água e de ração das ratas lactantes e não-lactantes foi monitorado diariamente durante o período de exposição aos metais. Os animais foram eutanaziados 24 horas após a administração da última dose de HgCl2. Amostras de sangue, rim e fígado foram retiradas para a análise dos seguintes parâmetros: atividade da enzima d-aminolevulinato desidratase (d-ALA-D); parâmetros bioquímicos indicativos de toxicidade renal (níveis plasmáticos de uréia e creatinina) e hepática (atividade das enzimas AST, ALT e LDH plasmáticas) e os níveis de metais (Hg e Zn) nos tecidos estudados. Nas ratas não-lactantes, a taxa de sobrevivência, o consumo de ração, os pesos do corpo e dos rins, a atividade da enzima d-ALA-D sanguínea e renal, os níveis plasmáticos de uréia e creatinina, a atividade das enzimas AST e ALT plasmáticas, a histologia do tecido renal, os níveis de zinco no sangue e os níveis de mercúrio no sangue, rins e fígado foram significativamente alterados pela exposição ao HgCl2. A exposição prévia ao ZnCl2 preveniu alguns dos efeitos induzidos pelo mercúrio, tais como: a diminuição na taxa de sobrevivência, o aumento nos níveis plasmáticos de uréia e creatinina, a inibição da atividade da enzima d-ALA-D sanguínea (parcialmente) e renal, o aumento na atividade da AST (parcialmente) e a diminuição dos níveis sanguíneos de zinco. Por outro lado, o ZnCl2 não foi capaz de prevenir os efeitos do mercúrio sobre a diminuição do consumo de ração e dos pesos corporal e renal, a inibição da atividade da ALT, as alterações histológicas e os níveis de mercúrio nos tecidos. Nas lactantes, o consumo de ração, os pesos do corpo e dos rins, a atividade das enzimas d-ALA-D sanguínea e hepática e ALT plasmática, os níveis de zinco no sangue e os níveis de mercúrio no sangue e nos rins foram significativamente alterados pela exposição ao HgCl2. A pré-exposição ao ZnCl2 não preveniu nenhuma das alterações bioquímicas e fisiológicas induzidas pela exposição ao HgCl2. Além disso, essa pré-exposição potencializou o acúmulo de mercúrio nos tecidos renal e hepático e induziu o aparecimento de alterações histológicas no fígado, as quais não foram observadas nas ratas lactantes expostas exclusivamente ao HgCl2. Em relação aos filhotes, o ganho de peso corporal, os pesos absolutos de rins e fígado e o acúmulo de mercúrio nesses tecidos foram significativamente alterados pela exposição indireta ao metal tóxico via leite materno. Nenhuma dessas alterações foram prevenidas pela exposição prévia das lactantes ao ZnCl2. Este estudo demonstrou, pela primeira vez, que as ratas lactantes expostas ao HgCl2 apresentam respostas bioquímicas distintas em relação as ratas adultas não-lactantes quando analisados parâmetros renais e hepáticos de toxicidade. Além disso, estes resultados demonstram que o mercúrio é transferido aos filhotes via leite materno e que os níveis de mercúrio disponíveis não são suficientes para alterar os parâmetros bioquímicos analisados. O papel preventivo do ZnCl2 sobre a toxicidade renal induzida pelo HgCl2 nas ratas não-lactantes sugere efetivamente que ele serve como alternativa promissora no tratamento preventivo dos casos de exposição ao mercúrio inorgânico. Entretanto, uma vez que a pré-exposição ao ZnCl2 potencializou os efeitos do HgCl2 sobre os níveis de mercúrio em rim e fígado e induziu alterações histológicas no tecido hepático de ratas lactantes, sugere-se que o ZnCl2 deva ser usado com cautela durante o período da lactação e que mais estudos são necessários para certificar-se da segurança de seu uso nesse período.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of medicinal plants for the treatment and prevention of disease is a common practice, despite their effects are few studied scientifically. Solanum guaraniticum, also known as false jurubeba, is a medicinal plant widely distributed in Rio Grande do Sul and used for the treatment of gastric and hepatic disorders. Similarly, Syzygium jambos has its leaves, seeds and fruits used for the treatment of diabetes mellitus. Therefore, considering the popularity of the species mentioned above and the lack of data on their pharmacological and toxicological profiles, the aim of this study was to evaluate the effect of leaf extracts of S. jambos and S. guaraniticum on biochemical and oxidative stress parameters in in vitro and in vivo models.The extracts showed vitamin C and phenolic compounds, among which were identified gallic, chlorogenic and ellagic acids, catechin, epicatechin, rutin, quercitrin, isoquercitrin, quercetin and kaempferol in both extracts and caffeic acid only in S. jambos extract. In models of oxidative stress induction, both extracts exhibited anti-hemolytic effect on human erythrocytes and were capable of decrease the process of lipid peroxidation, and this last effect was also observed in kidney, liver and brain tissues of rats, in vitro. In these tissues, both extracts were also able to protect the thiol groups. The extracts showed H2O2 and NO scavenging ability, Fe2+ chelating activity and reducing capacity, proving its antioxidant action. In all assays, the extract of S. jambos was more potent as an antioxidant and also showed tiol-peroxidase - like activity. We observed an inhibition of the activity of δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) in human erythrocytes by both extracts, and the S. guaraniticum was more potent in this assay. It is possible to suggest an involvement of zinc ions of the active site of this enzyme in this inhibition mechanism. The extract of S. guaraniticum administered in vivo, was not able to cause changes in the activity of the enzyme δ-ALA-D, as well as enzymes acetilcholinesterase and N-acetyl-b-D-glucosaminidase. The Artemia salina lethality test showed that both extracts are biologically active. In lymphocytes, in vitro, the extract of S. jambos altered mitochondrial activity and inhibit AChE activity, suggesting an immunomodulatory effect, while the extract of S. guaranticium shows cytotoxic effects. In the acute toxicity evaluation of the extract of S. guaraniticum was possible to identify that the LD50 is greater than 5000 mg/kg and, therefore, this extract can be considered non-toxic for human consumption. Furthermore, although the animals did not show significant bodily, hematological and biochemical changes, the treatment with the extract of S. guaraniticum was able to cause an alteration in the open field test. The reduction in the number of crossing and rearing may indicate a depressant effect, which seems to be delayed and short-lasting. Therefore, the vegetal species studied can be recognized as sources of natural antioxidants and have prospective use in preventive medicine against oxidative stress related diseases, although its popular use should be done with caution until further studies regarding the toxicological profile of the extracts is performed. / O uso de plantas medicinais no tratamento e prevenção de doenças é pratica comum, apesar de poucas terem seus efeitos estudados cientificamente. A Solanum guaraniticum, conhecida também como falsa jurubeba, é uma planta amplamente distribuída no Rio Grande do Sul e utilizada para o tratamento de distúrbios gástricos e hepáticos. Já o Syzygium jambos,conhecido popularmente como jambolão , tem suas folhas, sementes e frutos utilizados para o tratamento do diabetes mellitus. Assim, considerando a popularidade das espécies acima citadas e a escassez de dados sobre os seus perfis farmacológico e toxicológico, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito dos extratos de folhas de S. jambos e S. guaraniticum sobre parâmetros bioquímicos e de estresse oxidativo em modelos in vitro e in vivo. Os extratos apresentaram vitamina C e compostos fenólicos, dentre os quais foram identificados: ácido gálico, elágico e clorogênico, catequina e epicatequina, rutina, quercitina quercitrina, isoquercitrina e canferol em ambos os extratos, e ácido cafeico somente no extrato de S. jambos. Em modelos de indução de estresse oxidativo, os extratos apresentaram efeito anti-hemolítico em eritrócitos humanos, e foram capazes de diminuir o processo de lipoperoxidação, efeito também observado em tecido renal, cerebral e hepático de ratos, in vitro. Nesses tecidos, ambos os extratos também foram capazes de proteger os grupos tióis. Os extratos apresentaram capacidade removedora de H2O2 e NO, atividade quelante de íons Fe2+ e capacidade redutora, comprovando sua ação antioxidante. Em todos os testes realizados, o extrato de S. jambos se mostrou mais potente como antioxidante e ainda apresentou atividade mimética às enzimas tiolperoxidades. Observou-se uma inibição da atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) em eritrócitos humanos por ambos os extratos, sendo que o de S. guaraniticum foi mais potente nesses ensaios. É possível sugerir um envolvimento dos íons zinco do sítio ativo da enzima nesse mecanismo de inibição. O extrato de S. guaraniticum administrado in vivo, não foi capaz de provocar alterações na atividade da enzima δ-ALA-D, assim como nas enzimas aceticolinesterase (AChE) e N-acetyl-b-D-glucosaminidase. O teste de letalidade da Artemia salina demonstrou que ambos os extratos são bilogicamente ativos. Em linfócitos, in vitro, o extrato de S. jambos alterou a atividade mitocondrial e inibiu a atividade da AChE, sugerindo um efeito imunomodulatório enquanto que o extrato de S. guaranticium apresentou efeitos citotóxicos. Na avaliação da toxicidade aguda do extrato de S. guaraniticum foi possível identificar que a DL50 é superior a 5000 mg/kg e, portanto, esse extrato pode ser considerado não tóxico para o consumo humano. Além disso, apesar de os animais não terem apresentado alterações corporais, hematológicas e bioquímicas significativas, o tratamento com o extrato de S. guaraniticum foi capaz de causar uma alteração no teste do campo aberto. A redução no número de cruzamentos e levantadas pode indicar um efeito depressor, que parece ser tardio e não permanente. Portanto, as espécies vegetais estudadas podem ser reconhecidas como fonte de antioxidantes naturais e tem uso prospectivo na medicina preventiva contra doenças relacionadas ao estresse oxidativo, mas seu uso popular deve ser feito com cautela até que uma maior investigação em relação ao perfil toxicológico dos extratos seja realizada.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lead is a heavy metal that accumulates primarily in kidney, where exerts its nephrotoxic effects. Several studies suggest that the oxidative stress is an important molecular mechanism for the toxic effects of lead in kidney and in other organs. Cytosolic thioredoxin reductase (TrxR1) is a selenoflavoprotein involved in many processes modulating intracellular reactive oxygen species levels. The aims of this study were to evaluate the effects of acute and chronic exposure to lead acetate on renal TrxR1 activity and on other oxidative stress parameters (d-aminolevulinic acid dehydratase activity, glutathione Stransferase, non-protein thiol groups, lipid peroxidation, and antioxidant enzymes in kidneys), as well as on plasmatic indicators of renal function (creatinine, uric acid and phosphate) in rats. In acute exposure, rats received a single intraperitoneal injection of 25 or 50 mg/kg lead acetate and were killed 6, 24 or 48 h later. In chronic exposure, rats received a daily intraperitoneal injection of lead acetate (5 or 25 mg/kg) during 30 days and were killed at 31st day. In our study, acute exposure to 25 mg/kg lead acetate increased superoxide dismutase (SOD) and TrxR-1 activity (after 6, 24, and 48 h), while exposure to 50 mg/kg lead acetate increased catalase (CAT) activity (after 48h) and inhibited d-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity (after 6, 24, and 48 hs) in kidneys (P < 0.05). Chronic exposure to 5 mg/kg lead acetate inhibited δ-ALA-D and increased glutathione S-transferase (GST), non protein sulfhydryl groups (NPSH), CAT, TrxR-1, and uric acid plasma levels, while exposure to 25 mg/kg lead acetate reduced body weight and δ -ALA-D, but increased GST, NPSH, and uric acid plasma levels (P < 0.05). No changes were observed in thiobarbituric acid reactive substances, glutathione peroxidase, creatinine or inorganic phosphate levels after either acute or chronic exposure. In conclusion, lead exposure caused a marked increase in the TrxR1 activity in the kidney of rats and this change may be an early indicator of acute exposure to low lead doses. However, further studies are needed to clarify the biological meaning of this induction as well as the mechanism involved in such effect. / O chumbo é um metal pesado que acumula-se preferencialmente nos rins, onde exerce seus efeitos nefrotóxicos. Muitos estudos sugerem que o estresse oxidativo seja um importante mecanismo molecular para os efeitos tóxicos do chumbo no rim e em outros órgãos. A tioredoxina redutase citosólica (TrxR1) é uma selenoflavoproteína envolvida em muitos processos reguladores dos níveis intracelulares de espécies reativas de oxigênio. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos da exposição aguda e crônica ao acetato de chumbo sobre a atividade da TrxR1 renal e sobre outros parâmetros de estresse oxidativo (atividade da δ-aminolevulinato desidratase, glutationa S-transferase, grupos tiólicos nãoprotéicos, peroxidação lipídica e enzimas antioxidantes nos rins), bem como sobre os indicadores plasmáticos da função renal (creatinina, ácido úrico e fosfato) em ratos. Na exposição aguda, os ratos receberam uma única injeção intraperitoneal de 25 ou 50 mg/kg de acetato de chumbo e foram mortos 6, 24 ou 48 horas mais tarde. Na exposição crônica, os ratos receberam uma injeção intraperitoneal diária de acetato de chumbo (5 ou 25 mg/kg) durante 30 dias e foram mortos no 31° dia. Em nosso estudo, a exposição aguda a 25 mg/kg de acetato de chumbo aumentou a atividade da superóxido dismutase (SOD) e da TrxR1 (após 6, 24 e 48 h), enquanto que a exposição a 50 mg/kg de acetato de chumbo aumentou a atividade da catalase (CAT) (após 48 h) e inibiu a atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) (após 6, 24, 48 h) nos rins (p<0,05). A exposição crônica a 5 mg/kg de acetato de chumbo inibiu a δ-ALA-D e aumentou a glutationa S-transferase (GST), níveis de grupos tiólicos não-protéicos (SHNP), CAT, TrxR1 e níveis plasmáticos de ácido úrico (p<0,05), enquanto que a exposição a 25 mg/kg de acetato de chumbo reduziu o peso corporal e a δ-ALA-D, mas aumentou a GST, SHNP e os níveis plasmáticos de ácido de ácido úrico (p<0,05). Não houve alterações nos níveis de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), na atividade da glutationa peroxidase (GPx) e nos níveis plasmáticos de creatinina e fosfato inorgânico tanto após a exposição aguda como após a exposição crônica. Conclui-se que a exposição ao chumbo causou um aumento significativo na atividade da TrxR1 renal de ratos e esta alteração pode ser um indicador primário da exposição aguda a baixas doses de chumbo. Entretanto, será necessária a realização de mais estudos para elucidar o significado biológico desta indução, bem como o mecanismo envolvido em tal efeito.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury is a heavy metal toxic for any living tissue, being kidneys the first target for the inorganic form. Oxidative stress has been pointed as an important molecular mechanism for kidney injury in inorganic mercury poisoning and the interaction of the metal with endogenous thiol-containing molecules, such as δ-aminolevulinate desidratase (δ-ALA-D), seems to contribute to this process. Lycopene and astaxanthin are plentiful carotenoids in tomatoes and algaes and seafoods, respectively. They have been widely studied because of their large antioxidant properties. This work evaluated the ability of lycopene and astaxanthin to prevent HgCl2 toxicity, assessing parameters like δ-ALA-D and glutathione S-transferase (GST) activities, non-protein sulfhydrylic groups content (NPSH), production of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and activities of antioxidant enzymes like superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), and catalase (CAT), besides creatinine and uric acid plasma levels and histopathological analyses. Adult Wistar rats received lycopene or astaxanthin, by gavage, on doses of 0, 10, 25, or 50 mg/kg, six hours prior to the administration of 0 or 5 mg/kg HgCl2, yielding 8 experimental groups. After twelve hours of exposure to HgCl2 animals were killed. HgCl2 inhibited renal δ-ALA-D activity and increased TBARS levels in kidney and creatinine levels in plasma along with renal tubular necrosis. Lycopene prevented HgCl2-induced inhibition of δ-ALA-D activity and increase of lipid peroxidation in kidney, but not the increase in plasma creatinine levels or renal tubular necrosis caused by HgCl2. Although astaxanthin have not prevented HgCl2-induced inhibition of δ-ALA-D and increase in plasma creatinine levels, this carotenoid prevented lipid peroxidation and attenuated renal tubular necrosis caused by HgCl2. GPx and CAT activities were enhanced, while SOD activity was depressed, in mercury-treated rats when compared to control and these effects were prevented by some lycopene doses and by all astaxanthin doses evaluated. Some doses of lycopene negativelly affected antioxidant enzymes activities per se and the mechanism involved in this response has not been elucidated yet. Neither HgCl2 nor carotenoids treatment changed the content of NPSH groups or GST activity in kidney or uric acid levels in plasma. Our results indicate that although lycopene and astaxanthin did not prevent HgCl2-induced creatinine increase in plasma, changes in the activity of antioxidant enzymes might be limited by the use of these car / O mercúrio é um metal pesado com toxicidade comprovada, capaz de causar danos em qualquer tecido com o qual tenha contato, sendo o rim o principal alvo para sua forma inorgânica. O estresse oxidativo tem sido apontado como um importante mecanismo molecular para a injúria renal induzida por mercúrio inorgânico e a interação desse metal com moléculas contendo grupos sulfidrílicos, tais como a enzima δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D), parece contribuir para esse processo. Licopeno e astaxantina são carotenóides abundantes em tomates e em algas e frutos do mar, respectivamente. Ambos têm sido amplamente estudados por suas propriedades antioxidantes. No presente estudo foi avaliado o efeito do licopeno e da astaxantina sobre a toxicidade do HgCl2 em rins de ratos, utilizando-se como parâmetros a atividade das enzimas δ-ALA-D e glutationa Stransferase (GST), quantidade de grupos sulfidrílicos não protéicos (NPSH), produção de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT), além dos níveis plasmáticos de creatinina e ácido úrico e análise histopatológica. Ratos Wistar adultos receberam, por gavage, licopeno ou astaxantina nas doses de 0, 10, 25 ou 50 mg/kg, seis horas antes de receberem uma injeção subcutânea de HgCl2 (0 ou 5 mg/kg), resultando assim, em 8 grupos experimentais. Após doze horas da exposição ao HgCl2, os animais foram sacrificados. O HgCl2 inibiu a δ-ALA-D renal, aumentou a produção de TBARS e níveis plasmáticos de creatinina, além de causar necrose tubular. O licopeno preveniu a inibição da δ-ALA-D e a peroxidação lipídica, mas não preveniu o aumento de creatinina no plasma nem a ocorrência de necrose tubular induzidos pelo HgCl2. Embora a astaxantina não tenha prevenido a inibição da δ-ALA-D e o aumento nos níveis plasmáticos de creatinina, este carotenóide preveniu a ocorrência da peroxidação lipídica e atenuou a necrose tubular causada pelo HgCl2. As atividades das enzimas GSH-Px e CAT aumentaram, enquanto a atividade da SOD diminuiu nos animais tratados com HgCl2 e esses efeitos foram prevenidos por algumas doses de licopeno e por todas as doses de astaxantina avaliadas. Algumas doses de licopeno tiveram efeito negativo sobre as enzimas antioxidantes per se e o mecanismo envolvido nessa resposta ainda não foi elucidado. O tratamento com HgCl2 ou carotenóides não alterou o conteúdo de NPSH ou a atividade da GST no tecido renal, nem os níveis plasmáticos de ácido úrico. Os resultados indicam que embora licopeno e astaxantina não tenham prevenido o aumento nos níveis plasmáticos de creatinina induzido por HgCl2, as alterações nas enzimas antioxidantes podem ser limitadas pelo uso destes carotenóides.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diabetes mellitus (DM) is a disorder of the metabolism of carbohydrates, lipids and proteins characterized by hyperglycemia, which in type 2 diabetes (T2DM) involves the production deficiency and / or insulin action. Diabetic subjects exhibit high levels of oxidative stress due to chronic and persistent hyperglycemia, which impairs the activity of the antioxidant defense system and promotes the generation of free radicals. This level of oxidative stress can cause renal, neurological, ocular and cardiovascular complications, such as systemic arterial hypertension (HAS). The enzyme δ-aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D) is a sulfhydryl enzyme, which participates in the synthesis of pyrrole compounds and has been linked to several diseases, including DM. The aim of this study was to evaluate the oxidative status of patients with DM2 and its relationship with the activity of the enzyme δ-ALA-D, lipid profile, body fat distribution besides the role of hypertension in the parameters analyzed. The results showed a decreased activity of the enzyme δ-ALA-D as well as an increase in its reactivation index in patients (n = 63) compared to controls (n = 63). It was also observed, in the T2DM group, an increased level of thiobarbituric acid reactive species (TBARS) and a smaller amount of antioxidants as vitamin C plasma protein thiol groups (P-SH) in plasma and nonprotein (NP-SH) in erythrocytes, as well as a reduction in activity of the enzyme catalase in erythrocytes. Patients who had DM2 plus hypertension (n = 30) showed a more pronounced decrease in the activity of δ-ALA-D than patients with type 2 diabetes only (n = 23) compared to healthy subjects (n = 30), along with an increased rate of reactivation. Also, patients DM2/HAS showed a greater depletion of NP-SH. Correlations among activity of δ-ALA-D and its reactivation index with oxidative stress markers, such as NP-SH and carbonyl groups, as well as lipid profile of patients were also observed. Further, correlations were found between the level of TBARS and triglycerides, as well as between vitamin C, plasma glucose and HbA1c as well as P-SH and body mass index. Therefore, patients with DM2 have changes in lipid profile and body fat distribution, and a situation of oxidative stress that can lead to changes in key molecules as the enzyme δ-ALA-D. This enzyme was effective in reflecting the level of oxidative stress of patients can be considered an interesting biomarker for assessment of damage in chronic metabolic processes such as DM. Furthermore, hypertension appears to be a synergistic factor to the metabolic condition of patients with type 2 diabetes, contributing to the development of its complications. / O Diabetes mellitus (DM) é uma desordem do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas caracterizado pela hiperglicemia, que no tipo 2 da doença (DM2) envolve a deficiência da produção e/ou ação da insulina. Indivíduos diabéticos exibem alto nível de estresse oxidativo devido à hiperglicemia crônica e persistente, que prejudica a atividade do sistema de defesa antioxidante e promove a geração de radicais livres. Esse nível de estresse oxidativo pode acarretar complicações renais, neurológicas, oculares e cardiovasculares, como a hipertensão arterial sistêmica (HAS). A enzima δ-Aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) é uma enzima sulfidrílica, que participa da síntese de compostos pirrólicos e vem sendo relacionada a diversas patologias, inclusive o DM. O objetivo deste estudo foi avaliar o status oxidativo de pacientes portadores de DM2 e sua relação com a atividade da enzima δ-ALA-D, perfil lipídico, distribuição de gordura corporal assim como o papel da HAS nos parâmetros analisados. Os resultados demonstraram uma diminuição da atividade da enzima δ-ALA-D assim como um aumento de seu índice de reativação nos pacientes (n=63) em relação aos controles (n=63). Observou-se também, no grupo DM2, um aumentado índice de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e uma menor quantidade de antioxidantes como vitamina C plasmática, grupamentos tióis protéicos (PSH) em plasma e não protéicos (NP-SH) em eritrócitos, assim como uma redução na atividade da enzima catalase em eritrócitos. Os pacientes que além de DM2 apresentavam HAS (n=30) demonstraram uma diminuição mais pronunciada na atividade da δ-ALA-D do que os pacientes somente com DM2 (n=23) em relação a indivíduos saudáveis (n=30), juntamente com um aumentado índice de reativação. Também, os pacientes DM2/HAS apresentaram uma maior depleção de NP-SH. Correlações entre atividade da δ-ALA-D e seu índice de reativação com marcadores de estresse oxidativo, como NP-SH e grupamentos carbonílicos, bem como com o perfil lipídico dos pacientes também foram observadas. Ainda foram encontradas correlações entre o nível de TBARS e triglicerídeos, bem como entre vitamina C, glicose plasmática e HbA1c além de P-SH e índice de massa corporal. Portanto, os pacientes com DM2 apresentam alterações no perfil lipídico e na distribuição de gordura corporal, além de uma situação de estresse oxidativo que pode levar a alterações de moléculas importantes como a enzima δ-ALA-D. Tal enzima se mostrou efetiva em refletir o nível de estresse oxidativo dos pacientes podendo ser considerada um interessante biomarcador para avaliação de danos em processos metabólicos crônicos como o DM. Ainda a HAS parece ser um fator sinérgico à condição metabólica do paciente com DM2 podendo contribuir para o desenvolvimento de suas complicações.