Masters of Science / In this study, we observed that phosphate (P) deficiency stunted plant growth and produced plants with poor morphological characteristics (yellow and small leaves). Furthermore, we treated plants with 0.8 mM (control) and 0.02 mM P (deficient) in addition to 6 μM methylglyoxal (MG) and we observed that the plants treated with MG had a higher germination, and better morphological characteristics (the leaves were more dark green and bigger in size) compared to the P deficient plants. However, we also observed that the P deficient plants treated with MG had low levels of both O2- and H2O2 and this could be a possible reason for the improved growth and morphological characteristics. In contrast, the P deficient plants not treated with MG had high levels of O2- and H2O2 which could be the possible reason for the observed cell death. We also performed biochemical assays including superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, malondialdehyde content, ascorbic acid content, catalase, and most of the assays showed high levels of reactive oxygen species (ROS) and low levels of antioxidant activities in plants not treated with MG while high levels of antioxidant activities and low levels of ROS were observed in plants treated with exogenous MG. Since nitric oxide (NO) is also known to be a signalling molecule, we did a NO assay and observed that NO content increased under low exogenous doses of MG. From our findings we came to a hypothesis that MG modulates P deficiency stress in P. vulgaris through NO signalling or it might be that NO and MG work in tandem to modulate signalling pathways under P deficiency. Finally, we looked at the nutrient profile and the results showed that while there was a poor nutrient profile generally under P deficiency, there was an improvement in nutrient profile when MG was administered at low doses.

The three insecticides of interest were lindane (an organochlorine), malathion (an organophosphate) and piperonyl butoxide (PBO; a synergist). Based on minimum cytotoxicity (> LC25), the following concentrations were chosen for the pesticide mixture studies: 70μM lindane (Lind), 50μM malathion (Mal) and 55μM PBO. In the AlamarBlue cytotoxicity assay, individual pesticide and mixtures of malathion/PBO (MP) and malathion/lindane (ML) prompted cytotoxicity with varying intensities (Mal 18.8%, Lind 20.4%, PBO 23.5%, ML 53.6% and MP 64.9%). Cytopathological analysis revealed apoptotic features in treated cells and the DNA Ladder Assay confirmed the presence of DNA fragments. The specific mode of cell death was examined via the 7-aminoactinomycin D (7-AAD) Staining Assay. Apoptosis was detected in each treatment (Mal 6.5%, Lind 12.0%, PBO 13.2%, ML 19.3% and MP 23.4%). Furthermore, 7-AAD staining in combination with fluorescent-labeled monoclonal antibodies, PE-CD45RB/220 and FITC-CD90, was performed. B-cells were more susceptible to Mal and PBO treatments than were T-cells. The pro-oxidant activity of the pesticides was monitored via the Dichlorofluorescin Diacetate assay. Exposure to pesticides for 15 minutes increased H2O2 production above the controls, Mal 21.1%; Lind 10.8%; PBO 25.9%; ML 26.8%; MP 37.8%. The activities of antioxidant enzymes, glutathione peroxidase (GSH-Px) and glutathione reductase (GR) were altered by these treatments. GR was significantly reduced for the pesticide mixtures only (control: 51.7; Mal: 48.2; Lind: 50; PBO: 52.3; ML: 40.5; MP: 42 Units/mg). GSH-Px activity was severely reduced for all the pesticide treatments (control: 44.9; Mal: 30.2; Lind: 30.6; PBO: 32.4; ML: 21.1; MP: 21.1 Units/mg). These results indicate that exposure to these pesticide and pesticide mixtures induces apoptosis and oxidative stress. / Master of Science

Adaptation to chronic hypoxia induces endogenous cardioprotection and increases the heart resistance to ischemia/reperfusion injury. The heart mitochondria, which produce reactive oxygen species (ROS) in addition to ATP, play an important role in these processes. During ischemia/reperfusion, ROS are produced in excessive amounts and damage the cells. However, in lower concentrations, ROS are involved in the signalling pathway of cardioprotection induced by adaptation to chronic hypoxia. In the heart, two mitochondrial subpopulations have been observed, subsarcolemmal mitochondria (SSM) and intermyofibrillar mitochondria (IMFM), which differ in cell localization as well as in morphological and biochemical properties. The aim of this work was to introduce the method of SSM and IMFM isolation in our laboratory and to analyse their antioxidative capacity after adaptation to chronic hypoxia. Adult male Wistar rats were kept either under normoxic conditions or exposed to intermittent high-altitude hypoxia (IHA; 7000 m, 5 days a week/8 hours a day, totally 25 exposures). Mitochondrial subpopulations were isolated from heart left ventricle and their functionality was verified by measuring oxygen consumption and enzyme activities. The IMFM had higher oxygen consumption in comparison with SSM and activities...

Adaptation to chronic hypoxia provides cardioprotective effects. Molecular mechanism of this phenomenon is not yet completely understood, but it is known that cardiac mitochondria play an essential role in induction of protective effects. The purpose of this diploma thesis is to study effects of continuous normobaric hypoxia (CNH; 10 % O2, 21 days) on spontaneously hypertensive rats (SHR) and conplastic strain that is derived from SHR. These animals have nuclear genome of SHR strain and mitochondrial genome of Brown Norway (BN) strain. Cardiac homogenate was used to measure enzymatic activity of malate dehydrogenase (MDH), citrate synthase (CS), NADH-cytochrome c oxidoreductase, succinate-cytochrome c oxidoreductase and cytochrome oxidase (COX). Using Western blot procedure the protein amount of antioxidant enzymes was measured - manganese superoxide dismutase and copper-zinc superoxide dismutase (MnSOD, Cu/ZnSOD), catalase and chosen subunits of oxidative phosphorylation complexes (Ndufa9, Sdha, Uqcrc2, COX-4, MTCO1, Atp5a1). Under normoxic conditions the conplastic strain has lower amount of complex IV subunit MTCO1 in comparison with SHR. This subunit is encoded by mitochondrial DNA and it is one of the seven protein-coding genes in conplastic strain that differ from SHR. Adaptation to hypoxia causes an...

O suprimento de proporções de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) no meio de crescimento pode otimizar o metabolismo e o crescimento do Panicum maximum. A toxidez de cobre (Cu) causa estresse oxidativo nas plantas, afetando o metabolismo, a fotossíntese e a produção de massa. Não há pesquisas associando proporções de NO3-/NH4+ no alívio do estresse por Cu em plantas. O objetivo foi avaliar o efeito da toxidez de Cu no metabolismo, nutrição mineral, fotossíntese e produção do capim tanzânia, assim como o papel de proporções de NO3-/NH4+ no alívio dessa toxidez. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em arranjo fatorial 3×4 com seis repetições, sendo três destinadas à avaliação dos atributos metabólicos e fisiológicos e outras três aos atributos nutricionais e produtivos. Os fatores empregados foram: proporções de NO3-/NH4+ (100/0; 70/30 e 50/50) combinadas com doses de Cu (0,3; 250; 500 e 1000 μmol L-1) em solução nutritiva. Foram avaliados dois períodos de crescimento das plantas, sendo o primeiro com exposição ao Cu e o segundo sem exposição ao Cu. No primeiro corte as plantas supridas com 70/30 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 apresentaram maior concentração de Cu nas folhas recém-expandidas (LR) e maior acúmulo de Cu na biomassa, maior concentração de NH4+ nas LR, maior acúmulo de NH4+ na parte aérea, maior atividade da glutamina sintetase nas LR, maior concentração de prolina nas LR, maior atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) nas partes do capim e menor produção de biomassa. No capim suprido com 100/0 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 foram obtidos menor concentração de Cu nas LR e menor acúmulo de Cu na parte aérea, mas a concentração e o acúmulo desse metal nas raízes foram incrementados mesmo nas mais baixas doses de Cu. As plantas crescidas com N na forma de NO3- ainda apresentaram maior concentração de NO3- nas LR, maior acúmulo de NO3- nas raízes, maior acúmulo de N total, maior atividade da nitrato redutase nas LR, maior condutância estomática e maior produção de biomassa. No capim recebendo 100/0 de NO3-/NH4+ também ocorreu menor atividade da SOD e menor concentração de prolina nas partes da planta. A concentração de malondialdeído foi menor na mais elevada dose de Cu, assim como a taxa de transpiração, a eficiência do fotossistema II, a taxa de transporte de elétrons e a taxa de assimilação de CO2. A atividade da catalase, guaiacol peroxidase, ascorbato peroxidase e glutationa redutase foram ativadas principalmente nas raízes, sendo maiores na mais elevada dose de Cu. A toxidez de Cu afeta negativamente o metabolismo, a nutrição mineral, a fisiologia e a produção do capim tanzânia, mas as proporções de NO3-/NH4+ alteram essa toxidez. O emprego de N na forma de NO3- é estratégia de maior potencial de uso em plantas com elevado estresse por Cu. Entretanto, a combinação de NO3- ao NH4+ no meio de crescimento em situação de moderado estresse por Cu é estratégica para maior fitoextração desse metal. / The supply of nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+) proportions in the growth medium can optimize the metabolism and growth of Panicum maximum. Copper (Cu) toxicity causes oxidative stress in plants, affecting metabolism, photosynthesis and biomass production. There are no researchs associating proportions of NO3-/NH4+ for alleviating Cu stress toxicity. The objective was to evaluate the effect of Cu toxicity on metabolism, mineral nutrition, photosynthesis and dry matter production, as well as the role of NO3-/NH4+ proportions in alleviating such toxicity. The experimental was carried out in randomized complete block design in a 3×4 factorial with six replications. Three replications were used to evaluated metabolic and physiological attributes and other three to determine nutrition and productive attributes. The factors were three proportions of NO3-/NH4+ (100/0, 70/30 and 50/50) combined with four rates of Cu (0.3, 250, 500 and 1000 μmol L-1) in nutrient solution. Two plant growth periods evaluated, being the first with plants exposure to Cu and the second without the exposure to Cu. In the first cut, plants supplied with 70/30 of NO3-/NH4+ proportions and Cu rates of 1000 μmol L-1 showed high Cu concentration in recently fully expanded leaf laminae (LR), high Cu accumulation in the biomass, high NH4+ concentration in LR, high NH4+ accumulation in shoots, high glutamine synthetase activity in LR, higher proline concentration in LR, high superoxide dismutase (SOD) activity in parts of grass and low shoot dry matter production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+ and Cu of 1000 μmol L-1 it was found a low Cu concentration in LR and low Cu accumulation in shoots, but the concentration and accumulation of this metal in roots were increased even in lower Cu rate. Plants supply with 100/0 of NO3-/NH4+ also showed high NO3- concentration in LR, high NO3- accumulation in roots, high N accumulation in shoots, high nitrate reductase activity in LR, high stomatal conductance and high biomass production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+, there was low SOD activity and low proline concentration in shoots. The concentration of malondialdehyde was low at the high Cu rate, as well as the transpiration rate, photosystem II efficiency, electron transport rate and CO2 assimilation rate. Catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase activities were activated mainly in roots, being high in high Cu rate. Cu toxicity negatively affects metabolism, mineral nutrition, physiology and dry matter productions of tanzania guineagrass, but NO3-/NH4+ proportions change this toxicity. The only use of NO3- in the N supply is a strategy of great potential to be use in plants with of high Cu stress. However, combinations of NO3- with NH4+ in the growth medium when plants suffer moderate Cu stress is strategic for great metal phytoextraction.

Experimentos foram conduzidos com o propósito de investigar as respostas fisiológicas e bioquímicas associadas à indução de tolerância de frutos às injúrias de frio, e o envolvimento do etileno e do sistema antioxidante de defesa neste processo. Para isso, bananas Nanicão e limas ácidas Tahiti foram submetidas a tratamentos que estimularam a síntese ou bloquearam a ação do etileno e a tratamentos térmicos. No primeiro e terceiro experimentos, os frutos foram condicionados a 37°C por 10 horas, ou imersos em água a 45°C por 15 minutos ou a 53°C por 2 minutos, antes do armazenamento a 1°C (lima ácida) ou 6°C (banana). No segundo experimento, limas ácidas foram imersas em soluções contendo 1,0mM de metil jasmonato ou metil salicilato ou expostas a 1000nL L-1 de 1-MCP, antes do armazenamento a 1°C (controle). No quarto experimento, bananas foram expostas ou não (controle) a 1000nL L-1 de 1-MCP antes do armazenamento a 6°C. A temperatura e o tempo de exposição dos frutos aos tratamentos com calor influenciaram diretamente a geração e o acúmulo de radicais livres nos tecidos, o que repercutiu em diferente indução de tolerância à baixa temperatura. A aplicação de tratamentos térmicos moderados reduziu a sensibilidade dos tecidos ao etileno, promoveu maior manutenção da estabilidade das membranas, e resultou em menores índices de injúrias de frio ao final do armazenamento de ambos os frutos estudados. Entretanto, ficou evidente que, no caso da banana, a tolerância induzida pelos tratamentos térmicos é temporária, restringindo-se a poucos dias após a exposição à refrigeração. O estresse desencadeado pelo condicionamento dos frutos a 37°C por 10 horas foi severo, pois aumentou a geração de espécies reativas de oxigênio nos tecidos, favorecendo a antecipação do desenvolvimento das injúrias de frio em ambos os frutos. O tratamento da lima ácida com 1,0mM de metil jasmonato ou metil salicilato elevou, consideravelmente, a atividade das enzimas antioxidantes presentes no flavedo dos frutos e essa maior capacidade de remoção das espécies reativas de oxigênio foi acompanhada de significativa redução na incidência de injúrias de frio quando comparada ao controle. Adicionalmente, na lima ácida, o bloqueio da ação do etileno não suprimiu a sua evolução durante o armazenamento, consequentemente, a presença deste etileno residual reduziu a capacidade de remoção do peróxido de hidrogênio do flavedo dos frutos. Em contraste, a inibição da percepção do etileno e a supressão da evolução de sua síntese durante o armazenamento da banana foi responsável pela redução da sensibilidade dos frutos às injúrias de frio. A associação entre baixa temperatura e etileno favoreceu o estresse oxidativo, pois reduziu a capacidade de remoção de espécies reativas de oxigênio, induzindo eventos ligados à degradação das membranas celulares. Em suma, a efetividade dos tratamentos avaliados em induzir aos frutos tolerância ao frio está ligada não apenas ao estresse oxidativo, mas também a outros fatores como a presença do etileno no tecido. Possivelmente, a interação desses fatores com a baixa temperatura seja determinante na modulação da resposta requerida para promover maior ou menor tolerância ao frio. / Experiments were performed with the purpose to investigate physiological and biochemical responses associated to induction of fruit tolerance to chilling injury and the involvement of ethylene and antioxidant defense system in this process. Nanicão banana and Tahiti lime fruit were submitted to treatments to stimulate or to inhibit ethylene action and heat treatments. In the first and the third experiments, the fruit were conditioned at 37°C for 10 hours or hot water dipped at 45°C for 15 minutes or 53°C for 2 minutes before storage at 1°C (lime) or 6°C (banana). In the second experiment, Tahiti lime fruit were immersed in solutions containing 1.0mM methyl jasmonate or 1.0mM methyl salicylate or treated with 1000nL L-1 1-MCP, before storage at 1°C (control). In the fourth experiment, banana fruit were treated or not (control) with 1000nL L-1 1-MCP before storage at 6°C. The temperature and exposition time of fruit to heat treatments influences the free radical generation and accumulation in the tissues, causing differential induction of chilling tolerance. The fruit exposure to moderate heat treatments decreased the tissue sensitivity to ethylene, maintained membrane stability and resulting in the lower chilling injury index at the end of storage in both fruit. Nevertheless, it was clear that in the case of banana fruit, the heat-induced tolerance is temporary, and is restricted to few days after the cold exposure. The pre storage conditioning of fruit at 37°C for 10 hours trigger a severe stress, since it increased the generation of reactive oxygen species in the tissues favoring the earlier development of chilling injury symptoms in both fruit. There was a considerable increase in the activity of antioxidant enzymes in the flavedo of lime fruit treated with 1.0mM methyl jasmonate or 1.0mM methyl salicylate and this elevation on capacity to scavenge the reactive oxygen species was accompanied by significant decrease in the chilling injury incidence when compared to control fruit. In addition, in lime fruit, the ethylene perception inhibitor 1-MCP did not suppress the ethylene evolution during storage period; consequently, this residual ethylene did reduce the flavedo tissue capacity to scavenge hydrogen peroxide. On the contrary, the ethylene perception inhibition and the suppression of synthesis evolution during storage of banana fruit reduce the sensitivity of fruit to chilling injuries. The combination between low temperature and ethylene favors the oxidative stress, given that did decrease the capacity to scavenge the reactive oxygen species, which induces membrane deterioration events. In conclusion, the treatment effectiveness to induce cold tolerance to fruit was related not only to oxidative stress but also to other factors as ethylene in the tissue. Probably, the interaction of these factors with low temperature may be determinant in the modulation of response required to promote high or low chilling tolerance.

Os compostos fenólicos são substâncias amplamente distribuídas no reino vegetal, em particular nas frutas e em outros vegetais. Estes compostos, destacando-se flavonoides e os ácidos fenólicos, devido à estrutura molecular, podem apresentar a capacidade de inibir processos oxidativos. Além do mais, estão relacionados com a redução de risco de doenças crônicas não transmissíveis tais como: cardiovasculares, câncer, aterosclerose, entre outras. Considerando a elevada produção de caju em território brasileiro e a possibilidade da existência de compostos com potencial antioxidante no pedúnculo de caju , este trabalho teve por objetivo avaliar quantitativa e qualitativamente os compostos fenólicos, particularmente os ácidos fenólicos, e identificar a participação destes em processos metabólicos do organismo animal. Foram caracterizados quimicamente três clones distintos de pedúnculos de caju (CCP-76, CCP-09, BRS-189 e CCP-76 tratado) e na análise química, apresentaram um elevado teor de ácidos graxos monoinsaturados, predominando o ácido oléico, e de fenólicos totais. Os ácidos fenólicos identificados foram: gálico, protocatecuíco, p-cumárico, ferúlico, caféico e salicílico. Foram obtidos extratos aquoso (EAq) e alcoólico (EAlc) e frações de ácidos fenólicos a partir dos pedúnculos e, avaliados em sistemas modelo β-caroteno/ácidolinoléico e em Rancimat. As frações de ácidos fenólicos exibiram expressiva atividade antioxidante no primeiro sistema e os extratos, no segundo, demonstraram fatores de proteção superior ao antioxidante sintético BHT. Pôde-se também verificar a capacidade antioxidante dos extratos e frações do clone CCP-76 no sistema de varredura do radical DPPH. Em ensaio experimental com ratos, em condição normal, foi administrado EAq (80 e 240 mg/kg, v.o.) ou fração de ácidos fenólicos livres (40 e 120 mg/kg, v.o.) obtidos do pedúnculo de caju CCP-76. Neste estudo, não se observou potencialização de todos os antioxidantes enzimáticos (superóxido dismutase, catalase e glutationas peroxidase e redutase), contudo pôde-se verificar a redução dos níveis de lipoperoxidação no tecido cerebral dando indícios de aumento do estado antioxidante nos animais. Também foi avaliado o potencial antioxidante do EAq e da fração de ácidos fenólicos livres sobre o dano hepático em ratos tratados com tetracloreto (CCl4) de carbono. A administração deste teve seu efeito corroborado pela avaliação dos parâmetros bioquímicos, ou seja, aumento exacerbado das enzimas hepáticas no plasma: alanina transaminase (ALT) e aspartato transaminase (AST); decréscimo da atividades da enzimas antioxidantes no fígado e elevação da produção de peróxidos lipídicos no tecido hepático. Nos ratos que receberam EAq (480 mg/kg, v.o.) não se observou alteração comparando-os aos animais tratados apenas com CCl4 . No entanto, a administração de fração de ácidos fenólicos livres, nas duas doses (40 e 120 mg/kg, v.o.), evidenciou pronunciado efeito contra a lesão hepática, com níveis reduzidos de AL T e AST plasmáticas, aumento da atividade das enzimas antioxidantes no fígado e prevenindo a lipoperoxidação hepática mediada pelo radical CCl3• a partir do CCl4. Estudos histológicos do tecido hepático confirmaram as avaliações bioquímicas exibindo preservação tecidual, supressão de degeneração vacuolar macro e microgoticular e de sinais necróticos nos ratos tratados com a fração de ácidos fenólicos livres do pedúnculo de caju. / Phenolic compounds are widely distributed in the plant kingdom, particularly fruits and vegetables. Due to their chemical structure, these compounds, in particular flavonoids and phenolic acids, are able to inhibit oxidative processes. Furthermore, can be used to reduce the risk of non-transmissible chronic diseases such as cardiovascular diseases, cancer and atherosclerosis. Taking into consideration the large production of cashew in Brazil and the possible existence of potentially antioxidant compounds present in the cashew apples, the aim of this study was to quantitatively and qualitatively evaluate the presence of phenolic compounds in cashew apple, particularly phenolic acids, and identify their role in metabolic processes in animals. The cashew apples of three distinct clones (CCP-76, CCP-09, BRS-189 and CCP-76 (processed)) were studied. The determination of fatty acids yielded a high concentration of monounsaturated fatty acids, mainly oleic acid, and of total phenolic compound. The phenolic acids found were: gallic, proteocatechuic, p-cumaric, ferulic, caffeic and salicylic acids. Both aqueous (EAq) and ethanolic (EAlc) extracts and phenolic acid fractions were obtained from the cashew apples and were evaluated in a β-carotene/linoleate model system and Rancimat test. The phenolic acid fractions presented an expressive antioxidant activity in the β-carotene/linoleate model system and the extracts, by the Rancimat test presented a protection factor higher than that of antioxidant additive, BHT. We also observed the antioxidant capacity of the extracts and fractions of the CCP-76 clone in the DPPH radical scavenging assay. In an experimental assay with rats, the EAq (80 and 240 mg/kg) or the free phenolic acid fraction (40 and 120 mg/kg) obtained from the cashew apple of CCP-76 clone was administered via the oral route. In this study, the enhancement of enzymatic antioxidants (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and reductase) was not observed, nevertheless, a decrease in the amount of lipoperoxidation in the brain tissue was observed, suggesting that the ingestion of cashew might increase the antioxidative state in animals. Also, the antioxidant activity of EAq and of the free phenolic acid fraction from the cashew apple of CCP-76 clone was verified on the liver damage induced by carbon tetrachloride. The liver damage caused by the administration of carbon tetrachloride was detected by biochemical parameters, namely, the increase in the serum concentrations of alanine transaminase (ALT) and aspartate transaminase (AST) as well as a decrease in the activities of antioxidant enzymes and an increase in peroxidation in the liver. Rats who received EAq (480 mg/kg, p.o.) did not present alterations in any of the parameters evaluated, compared to the animals treated with carbon tetrachloride. On the other hand, the administration of free the phenolic acid fraction in doses of 40 and 120 mg/kg, p.o., had a pronounced effect in protecting against hepatic lesion, which was evidenced by the decrease in plasma ALT and AST, enhancing the activity of antioxidant enzymes and preventing lipoperoxidation mediated by the CCl3• radical generated by carbon tetrachloride. Histological studies were able to confirm the biochemical alterations observed in that the liver tissue obtained from rats treated with phenolic acid fractions extracted from cashew apple of CCP-76 clone presented a preserved tissue structure and suppression of macro and microgoticular vacuolar degeneration as well as of signs of necrosis.

A hipóxia-isquemia (HI) é a principal causa de mortalidade no período perinatal e, nos sobreviventes, a incidência de comorbidades neurológicas é elevada. O encéfalo imaturo, altamente susceptível ao insulto hipóxico-isquêmico, é bastante sensível a estímulos ambientais tais como o enriquecimento ambiental (EA). Os objetivos deste estudo foram: 1) investigar o desempenho comportamental em um novo teste de memória e aprendizagem, o Ox-maze; 2) analisar a atividade das enzimas Na+,K+-ATPase, catalase (CAT) e glutationaperoxidase (GPx) no hipocampo; 3) caracterizar os neurônios piramidais da região CA1 hipocampal quanto à arborização dendrítica; 4) analisar alterações astrocíticas e sinápticas pela avaliação da imunoreatividade das proteínas GFAP e sinaptofisina usando a técnica de imunofluorescência e, 5) quantificar a densidade celular por meio de cortes semifinos da região CA1 do hipocampo de animais hipóxico-isquêmicos expostos a um ambiente enriquecido. Ratos com sete dias de idade foram divididos em quatro grupos e submetidos ou não ao procedimento cirúrgico de acordo com o grupo experimental ao qual pertenciam: controle mantido em ambiente padrão (CTAP), controle em ambiente enriquecido (CTAE), HI em ambiente padrão (HIAP) e HI em ambiente enriquecido (HIAE). Passado o período de EA (1h/dia, 6 dias/semana, 9 semanas iniciando após o desmame), os parâmetros mencionados foram avaliados nos animais. Os dados indicaram que a HI causou um prejuízo na memória e no aprendizado no teste do “OX-maze”, o qual foi revertido pelo efeito do ambiente enriquecido. A HI causou diminuição da atividade enzimática da Na+,K+-ATPase no hipocampo contralateral, assim como uma redução na imunorreatividade à sinaptofisina e nadensidade neuronal, sendo que o EA foi efetivo na recuperação da atividade da enzima Na+,K+-ATPase e dos níveis de sinaptofisina no hipocampo contralateral à lesão. As atividades de CAT e GPX não foram alteradas pela HI em nenhum dos grupos avaliados, mesmo resultado encontrado nas análises de GFAP e de padrão de arborização dendrítica. Por fim, neste estudo foi observado o importante efeito lesivo causado pela HI neonatal e o papel do EA como estratégia neuroprotetora na recuperação funcional, na atividade da Na+,K+-ATPase e na expressão de sinaptofisina. Este estudo traz avanços em busca dos mecanismos pelos quais a melhora funcional ocorre em animais HI expostos ao EA, mas pode-se verificar que não fica totalmente esclarecido como esta estratégia atua. Outros estudos são necessários para a identificação de possíveis mecanismos que atuem como mediadores da resposta funcional do EA após um evento isquêmico. / Hypoxia-ischemia (HI) is the main mortality cause in perinatal period and, in survivors, the incidence of neurological disabilities is elevated. The immature brain, highly susceptible to hypoxic-ischemic insult, is sensible to environmental stimuli, as environmental enrichment (EE). The aims of this study were to investigate: 1) behavioral performance in a new memory and learning task, the oxmaze task; 2) evaluate Na+,K+-ATPase, catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) activities in the hippocampus; 3) characterizes dendritic arbor in pyramidal neurons from CA1 region from hippocampus; 4) analyze alterations in hippocampal synaptophysin and GFAP immmunoreactivity and, 5) analyze neuronal density alterations in hippocampus of hypoxic-ischemic rats exposed to enriched environment. Seven-day-old rats were divided into four groups: controlmaintained in standard environment (CTSE), control submitted to EE (CTEE), HI in standard environment (HISE) and HI in EE (HIEE). Past the end of EE period (1 hour/day, 6 days/week, 9 weeks), mentioned parameters were evaluated in animals. Present results indicate learning and memory in the “OXmaze” task were impaired in HI rats and this effect was recovered after EE. On the contralateral hemisphere, HI caused a decrease in Na+,K+-ATPase activity that was recovered by EE. Results also indicate that HI damage decreases hippocampal synaptophysin immunoreactivity and neuronal density, moreover EE was effective in recovering synaptophysin levels on contralateral to the lesion hippocampus. The activities of GPx and CAT were not changed by HI in any group evaluated, some result founded on GFAP immunoreactivity and dendritic arborization characterization analysis. In conclusion, the important effect of HI lesion and the role of EE like neuroprotective strategy on functional impairment and on Na+,K+-ATPase activity and synaptophysin immunoreactivity was proven. Although this study have important advances in search of mechanisms by which the functional enhancement occurs in the animals submitted to HI and exposed to EE, it can be seen that it is not completely clear how this approach works. Further studies are needed to identify possible mechanisms that act as mediators of EE functional response after an ischemic event.

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Para atingir este objetivo foram realizados três estudos: No primeiro, foram quantificados os teores do ânion Superóxido (O2•−), Peróxido de hidrogênio (H2O2), Peroxidação lipídica (MDA), atividade enzimática e expressão gênica diferencial das isoformas das enzimas Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT), Ascorbato peroxidase APX e Glutationa reduzida (GR) em genótipos com tolerância contrastante ao sal. Para o genótipo sensível (BRS Pampa), ocorreu aumento na atividade enzimática da SOD, CAT, APX e diminuição nos níveis de MDA. No genótipo tolerante (BRS Bojuru), também foi observado aumento da atividade das enzimas SOD e CAT, porém diminuição nos níveis de MDA. A regulação positiva das diferentes isoformas da SOD, CAT e APX demonstrou a sua contribuição para o aumento na atividade da enzima. No segundo estudo, foram quantificados os teores de H2O2, MDA, atividade enzimática e expressão gênica da CAT, bem como análise do promotor e cis elementos, nos mesmos dois genótipos contrastantes frente ao estresse por salinidade e baixa temperatura. O genótipo BRS Pampa (sensível) foi o que mostrou maior proteção contra danos oxidativos frente ao estresse por frio, bem como aumento na atividade da CAT e do número de transcritos das isoformas OSCATA e OSCATB. No terceiro estudo, avaliou-se o metabolismo da prolina em plantas de arroz, através do padrão de expressão dos genes envolvidos na biossíntese e catabolismo desse aminoácido e verificou-se a correlação com o conteúdo de prolina produzido em condições de estresse por salinidade e baixa temperatura. O conteúdo de prolina foi maior no genótipo BRS Bojuru (tolerante) frente às duas condições de estresse testadas. Sob estresse salino, os níveis de transcritos dos genes de biossíntese estão mais correlacionados com o conteúdo de prolina no genótipo tolerante, enquanto que em condições de baixa temperatura a correlação é maior no genótipo sensível. Os resultados obtidos permitem concluir que, sob estresse salino e por baixa temperatura, as plantas de arroz apresentam respostas diferenciais a nível bioquímico e molecular, sendo estas respostas dependentes do tempo, intensidade do estresse e composição genética dos genótipos. / Rice (Oryza sativa L.) is the second most cultivated cereal in the world, and Brazil is the 9th largest producer. However production is severely affected by adverse environmental conditions, among which the mains ones are the salinity and low temperatures. The aim of this study was to evaluate responses, biochemical and molecular triggered by salinity and low temperatures in rice plants with contrasting response. To achieve this goal there were three studies: In the first one, the anion content superoxide (O2•-) were quantified, hydrogen peroxide (H2O2), lipid peroxidation (MDA), enzyme activity and differential gene expression of isoforms of the enzyme superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase APX and reduced glutathione (GR) in genotypes with contrasting tolerance to salt. For the sensitive genotype (BRS Pampa), there was an increase in the enzymatic activity of SOD, CAT, APX and a decrease in MDA levels. In tolerant genotype (BRS Bojuru) was also observed an increased activity of enzymes SOD and CAT, but a decrease in MDA levels. The upregulation of the different isoforms of SOD, CAT and APX has demonstrated its contribution to the increase in the enzyme activity. In the second study, H2O2 levels were quantified, MDA, enzyme activity and gene expression of CAT, and promoter analysis and cis-elements, the same two contrasting genotypes against salinity stress and low temperature. The BRS Pampa genotype (sensitive) was the one that showed greater protection against oxidative damage compared to the stress by cold, as well as an increase in CAT activity and the number of transcripts OSCATA and OSCATB isoforms. In the third study evaluated the metabolism of proline in rice plants through the expression pattern of genes involved in biosynthesis and catabolism of amino-acid and was found to correlate with the proline content produced under stress by salinity and low temperature. The proline content was higher in BRS Bojuru genotype (tolerant) against the two tested stress conditions. Under salt stress, the biosynthesis gene transcript levels are more correlated with the proline content in tolerant genotype, whereas in low temperature conditions the correlation is highest in sensitive genotype. The results showed that under salt stress and low temperature, the rice plants have differential responses to biochemical and molecular level, which are dependent responses of time, stress intensity and genetic makeup of the genotypes.

O suprimento de proporções de nitrato (NO3-) e amônio (NH4+) no meio de crescimento pode otimizar o metabolismo e o crescimento do Panicum maximum. A toxidez de cobre (Cu) causa estresse oxidativo nas plantas, afetando o metabolismo, a fotossíntese e a produção de massa. Não há pesquisas associando proporções de NO3-/NH4+ no alívio do estresse por Cu em plantas. O objetivo foi avaliar o efeito da toxidez de Cu no metabolismo, nutrição mineral, fotossíntese e produção do capim tanzânia, assim como o papel de proporções de NO3-/NH4+ no alívio dessa toxidez. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso em arranjo fatorial 3×4 com seis repetições, sendo três destinadas à avaliação dos atributos metabólicos e fisiológicos e outras três aos atributos nutricionais e produtivos. Os fatores empregados foram: proporções de NO3-/NH4+ (100/0; 70/30 e 50/50) combinadas com doses de Cu (0,3; 250; 500 e 1000 μmol L-1) em solução nutritiva. Foram avaliados dois períodos de crescimento das plantas, sendo o primeiro com exposição ao Cu e o segundo sem exposição ao Cu. No primeiro corte as plantas supridas com 70/30 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 apresentaram maior concentração de Cu nas folhas recém-expandidas (LR) e maior acúmulo de Cu na biomassa, maior concentração de NH4+ nas LR, maior acúmulo de NH4+ na parte aérea, maior atividade da glutamina sintetase nas LR, maior concentração de prolina nas LR, maior atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) nas partes do capim e menor produção de biomassa. No capim suprido com 100/0 de NO3-/NH4+ e Cu de 1000 μmol L-1 foram obtidos menor concentração de Cu nas LR e menor acúmulo de Cu na parte aérea, mas a concentração e o acúmulo desse metal nas raízes foram incrementados mesmo nas mais baixas doses de Cu. As plantas crescidas com N na forma de NO3- ainda apresentaram maior concentração de NO3- nas LR, maior acúmulo de NO3- nas raízes, maior acúmulo de N total, maior atividade da nitrato redutase nas LR, maior condutância estomática e maior produção de biomassa. No capim recebendo 100/0 de NO3-/NH4+ também ocorreu menor atividade da SOD e menor concentração de prolina nas partes da planta. A concentração de malondialdeído foi menor na mais elevada dose de Cu, assim como a taxa de transpiração, a eficiência do fotossistema II, a taxa de transporte de elétrons e a taxa de assimilação de CO2. A atividade da catalase, guaiacol peroxidase, ascorbato peroxidase e glutationa redutase foram ativadas principalmente nas raízes, sendo maiores na mais elevada dose de Cu. A toxidez de Cu afeta negativamente o metabolismo, a nutrição mineral, a fisiologia e a produção do capim tanzânia, mas as proporções de NO3-/NH4+ alteram essa toxidez. O emprego de N na forma de NO3- é estratégia de maior potencial de uso em plantas com elevado estresse por Cu. Entretanto, a combinação de NO3- ao NH4+ no meio de crescimento em situação de moderado estresse por Cu é estratégica para maior fitoextração desse metal. / The supply of nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+) proportions in the growth medium can optimize the metabolism and growth of Panicum maximum. Copper (Cu) toxicity causes oxidative stress in plants, affecting metabolism, photosynthesis and biomass production. There are no researchs associating proportions of NO3-/NH4+ for alleviating Cu stress toxicity. The objective was to evaluate the effect of Cu toxicity on metabolism, mineral nutrition, photosynthesis and dry matter production, as well as the role of NO3-/NH4+ proportions in alleviating such toxicity. The experimental was carried out in randomized complete block design in a 3×4 factorial with six replications. Three replications were used to evaluated metabolic and physiological attributes and other three to determine nutrition and productive attributes. The factors were three proportions of NO3-/NH4+ (100/0, 70/30 and 50/50) combined with four rates of Cu (0.3, 250, 500 and 1000 μmol L-1) in nutrient solution. Two plant growth periods evaluated, being the first with plants exposure to Cu and the second without the exposure to Cu. In the first cut, plants supplied with 70/30 of NO3-/NH4+ proportions and Cu rates of 1000 μmol L-1 showed high Cu concentration in recently fully expanded leaf laminae (LR), high Cu accumulation in the biomass, high NH4+ concentration in LR, high NH4+ accumulation in shoots, high glutamine synthetase activity in LR, higher proline concentration in LR, high superoxide dismutase (SOD) activity in parts of grass and low shoot dry matter production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+ and Cu of 1000 μmol L-1 it was found a low Cu concentration in LR and low Cu accumulation in shoots, but the concentration and accumulation of this metal in roots were increased even in lower Cu rate. Plants supply with 100/0 of NO3-/NH4+ also showed high NO3- concentration in LR, high NO3- accumulation in roots, high N accumulation in shoots, high nitrate reductase activity in LR, high stomatal conductance and high biomass production. In the grass supplied with 100/0 of NO3-/NH4+, there was low SOD activity and low proline concentration in shoots. The concentration of malondialdehyde was low at the high Cu rate, as well as the transpiration rate, photosystem II efficiency, electron transport rate and CO2 assimilation rate. Catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase activities were activated mainly in roots, being high in high Cu rate. Cu toxicity negatively affects metabolism, mineral nutrition, physiology and dry matter productions of tanzania guineagrass, but NO3-/NH4+ proportions change this toxicity. The only use of NO3- in the N supply is a strategy of great potential to be use in plants with of high Cu stress. However, combinations of NO3- with NH4+ in the growth medium when plants suffer moderate Cu stress is strategic for great metal phytoextraction.