CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pré-eclâmpsia (PE) é classificada em de início (EOPE) e tardio (LOPE) quando presente antes ou após 34 semanas de gestação, respectivamente. Este estudo transversal investigou as diferenças e possíveis associações existentes entre os perfis antropométricos, hemodinâmicos, hematológicos e bioquímicos na pré-eclâmpsia entre os grupos EOPE e LOPE. O estudo incluiu 65 voluntárias admitidas em um hospital universitário no Brasil sendo 29 normotensos (grupo C) e 36 com pré-eclâmpsia (13 com EOPE e 23 com LOPE). O grupo LOPE apresentou um aumento significante de peso e aumento limítrofe no índice de massa corporal ao final da gestação em relação aos outros grupos, o que é compatível com a origem metabólica, associada à obesidade, atribuída a esta forma da doença. As mulheres grávidas do EOPE apresentaram uma redução limítrofe no número de eritrócitos e uma diminuição signi-ficante no número de plaquetas e um aumento significante de reticulócitos, ferro sérico e fer-ritina quando comparados ao grupo C e LOPE. O grupo EOPE demonstrou um aumento significante na estabilidade osmótica dos eritrócitos em relação aos demais gru-pos. A análise hemodinâmica por ultrasonografia Doppler da artéria oftálmica mostrou que ambos os grupos de mulheres grávidas com PE apresentaram alterações compatíveis com a ocorrência de hiperfluxo no território orbital. Essas alterações hemodinâmicas foram associa-das a alterações nos índices hematimétricos. / Preeclampsia (PE) is classified in early- (EOPE) and late-onset PE (LOPE) when pre-sent before or after 34 gestation weeks, respectively. This transversal study aimed to investi-gate the differences and possible associations existing in the anthropometric, hemodynamic, hematologic and biochemical profiles of late- and early-onset preeclampsia. The study in-cluded 65 volunteers admitted to a tertiary hospital in Brazil, 29 normotensive and 36 with preeclampsia (13 with EOPE and 23 with LOPE). Pregnant women with LOPE presented greater weight gain and borderline increase in body mass index at the end of gestation in rela-tion to the other groups, which is compatible with the metabolic origin, associated with obesi-ty, attributed to this form of the disease. Pregnant women with EOPE presented a borderline reduction in the number of erythrocytes and a significant decrease in the number of platelets, in addition to a significant increase in reticulocytes, serum iron and ferritin when compared to normotensive pregnant women and pregnant women with LOPE. A significant increase in osmotic stability of erythrocytes was observed in the EOPE group in relation to groups. He-modynamic analysis by Doppler ultrasonography of the ophthalmic artery showed that both groups of pregnant women with PE presented alterations compatible with the occurrence of hyperflow in the orbital territory. These hemodynamic changes were associated with changes in hematimetric indices / Tese (Doutorado)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Os ácidos graxos poli-insaturados n-3 derivados do óleo de peixe estão associados a benefícios cardiovasculares, que podem ser decorrentes da ativação da óxido nítrico sintase (NOS). Assim como as células endoteliais, os eritrócitos possuem NOS endotelial (eNOS) e induzível (iNOS) e, portanto, são capazes de sintetizar óxido nítrico (NO). O presente estudo testou a capacidade que diferentes concentrações de óleo de peixe tem de ativar a via L-arginina-NO e, em seguida, alterar os níveis de guanosina monofosfato cíclica (GMPc) em eritrócitos de camundongos alimentados com dieta hiperlipídica. Além disso, foram analisados os marcadores de estresse oxidativo nos eritrócitos, objetivando investigar a biodisponibilidade do NO. O transporte de L-arginina, avaliado através da incubação com L-[3H]-arginina, mostrou-se ativado quando da administração de dietas contendo elevadas concentrações de óleo de peixe, em comparação com as dietas contendo baixas concentrações e controle. A atividade da NOS, medida pela conversão de L-[3H]-arginina em L-[3H]-citrulina, e a expressão da eNOS também aumentaram nos animais que se alimentaram com dietas ricas em óleo de peixe. Apesar da ativação da via L-arginina-óxido nítrico observada em nossos experimentos, os níveis de GMPc intraeritrocitário não foram afetados. O dano oxidativo nos eritrócitos aumentou linearmente conforme o óleo de peixe era acrescido na dieta, sem afetar a atividade das enzimas antioxidantes. Além do endotélio, os eritrócitos contribuem para o metabolismo do NO. Desta forma, a ativação da via L-arginina-NO nessas células pode ser benéfica para saúde cardiovascular. Estudos futuros poderão investigar outros marcadores de estresse oxidativo durante o consumo de óleo de peixe para assegurar que o seu uso não resulta em efeitos prejudiciais secundários e para garantir a biodisponibilidade de NO. / The n-3 polyunsaturated fatty acids derived from fish oil are associated with cardiovascular benefits and it has been suggested that the activation of nitric oxide synthase (NOS) would be a potential mechanism responsible for its effects. Beside endothelial cells, red blood cells (RBC) possess endothelial NOS (eNOS) and inducible NOS (iNOS), and thus are capable of synthesizing their own nitric oxide (NO). The present study tested the capacity of different amounts of fish oil to activate L-arginine-NO pathway and therefore alter cyclic guanosine monophosphate (cGMP) levels in RBC from mice fed on a high fat diet. Additionally, the oxidative status in RBC was performed to investigate NO bioavailability. L-arginine transport, assessed by incubation with L-[3H]-arginine, was activated by higher doses of fish oil, compared to control diet and to lowest doses of fish oil. RBC NOS activity, measured by the conversion of L-[3H]-arginine into L-[3H]-citrulline, and eNOS expression were also enhanced by diets rich in fish oil. Despite the L-arginine-NO activation, no effect on intra RBC cGMP basal levels was seen among the groups. Oxidative damage of RBC rises linearly with increasing amounts of fish oil in the diet without affecting the activity of antioxidant enzymes. Besides endothelium, red blood cells also contribute regulating the NO bioactivity. Therefore, the activation of L-arginine-NO pathway in RBC by fish oil would be beneficial in cardiovascular health. Future studies testing other oxidant markers during dietary fish oil supplementation will be necessary to verify that its consumption does not result in detrimental secondary effects and to ensure NO bioavailability.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO. / Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SebastiaoDSF.pdf: 475002 bytes, checksum: d28adb2821adc67501d7e19f42e9b6a3 (MD5) Previous issue date: 2007-08-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Several clinic evaluations have been possible with radiobiocomplexes labeled with technetium-99m (99mTc). Some natural and synthetic drugs are capable of to interfere on the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as on the biodistribution of radiobiocomplexes. Authors have also reported about the toxicity of several natural products. The aim of this study was to compare the effects of the Mentha crispa (hortel?) and of the Hypericum perforatum (hip?rico) in different experimental models. On the labeling of red blood cells (RBC) and plasma and cellular proteins with 99mTc, both extracts were capable of to decrease the radioactivity percentage on the cellular compartment and on the fixation on plasma and cellular proteins. On the morphometry of the RBC, only the hortel? was capable to alter the shape and the perimeter/area ratio of the RBC. On the biodistribution of the radiobiocomplex sodium pertechnetate (Na99mTcO4), the hortel? increased the Na99mTcO4 distribution in the kidney, spleen, liver and thyroid, meanwhile the hip?rico decreased the Na99mTcO4 distribution in the bone, stomach, lungs and thyroid, and increased the Na99mTcO4 distribution in the pancreas. On the bacterial cultures survival, the hip?rico was capable of to protect the bacteria against the stannous chloride (SnCl2) effect. The hip?rico did not alter the topology of plasmidial DNA and did not protect the plasmidial DNA against the SnCl2 action. Probably, the effects presented by both extracts could be due to chemical compounds of the extracts that could alter the morphology of the RBC and the plasma membrane ions transport, and/or by phytocomplexes that could be formed with different effects dependent on the biological system considered / Avalia??es cl?nicas t?m sido poss?veis com radiobiocomplexos marcados com tecn?cio-99mTc (99mTc). Drogas naturais ou sint?ticas s?o capazes de interferir na marca??o de estruturas sangu?neas com 99mTc, assim como na biodistribui??o de radiobiocomplexos. Tamb?m tem sido descrita a toxicidade de v?rios produtos naturais. O objetivo deste estudo foi comparar o efeito dos extratos de Mentha crispa (hortel?) e de Hypericum perfloratum (hip?rico) em diferentes modelos experimentais. Na marca??o de estruturas sang??neas com 99mTc verificou-se que ambos os extratos foram capazes de diminuir a radioatividade no compartimento celular, nas prote?nas plasm?ticas e celulares. Na morfometria das hem?cias, apenas a hortel? foi capaz de alterar a forma e a rela??o per?metro/?reas das hem?cias. Na biodistribui??o do radiobiocomplexo pertecnetato de s?dio (Na99mTcO4) a hortel? aumentou a capta??o do Na99mTcO4 no rim, no ba?o, no f?gado e na tire?ide, enquanto que o hip?rico diminuiu a capta??o do Na99mTcO4 no osso, no est?mago, no pulm?o e na tire?ide, e aumentou no p?ncreas. Na sobreviv?ncia de culturas bacterianas o hip?rico foi capaz de proteger a bact?ria do efeito danoso do cloreto estanoso (SnCl2). O hip?rico n?o alterou a topologia nem protegeu o DNA plasmidial da a??o do SnCl2. Provavelmente os efeitos apresentados por ambos os extratos poderiam ser explicados por subst?ncias presentes nos extratos que poderiam alterar a morfologia das hem?cias, o transporte de ?ons pela membrana e/ou formar fitocomplexos. O estudo teve car?ter multidisciplinar com a participa??o das seguintes ?reas do conhecimento: Radiobiologia, Bot?nica, Endocrinologia, Fitoterapia e Hematologia

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielleAT.pdf: 281978 bytes, checksum: c61d07a033e83fa024963234eef23f5d (MD5) Previous issue date: 2008-06-11 / Artemisia vulgaris L..is used in folk medicine and in Traditional Chinese Medicine (TCM). This medicinal plant has been utilized as anticonvulsive, analgesic, antispasmodic effect, rheumatic pains, menstrual dyspepsia, asthenia, epilepsy, hepatitis, fevers, anemia and to expel parasites. In nuclear medicine, blood constituents are labeled with technetium-99m (99mTc) and used as radiopharmaceuticals (radiobiocomplexes). Authors have been described that synthetic and/or natural drugs could modify the labeling of blood constituents with 99mTc. The aim of this work was to evaluate the effects of an aqueous extract of Artemisia vulgaris L. on the labeling of blood constituents with 99mTc. Blood samples withdrawn of Wistar rats were incubated with Artemisia vulgaris L, stannous chloride and 99mTc, as pertechnetate ion. Aliquots of plasma (P) and blood cells (BC) were isolated. Aliquots of P and BC were also precipitated with trichloroacetic acid and soluble (SF) and insoluble (IF) fractions were separated. The radioactivity in each fraction was counted and the percentages of radioactivity (%ATI) were calculated. Artemisia vulgaris L. extract decreased significantly (p<0.05) the %ATI on BC and on IF-BC. The analysis of the results indicates that the extract could have substances that could interfere on the transport of stannous through the erythrocyte membrane altering the labeling of blood cells with 99mTc. Working in this study was a multidisciplinary group, with Phisical therapists, Biomedicals, Physicals, Pharmacists, Biologists, Statistics and Physicians. / Artemisia vulgaris L. ? usada na medicina tradicional como anticonvulsivante, analg?sico, antiespasm?dico, indicada para dores reum?ticas, dispepsia menstrual, astenia, epilepsia, hepatite, febre, anemia e para expelir parasita. Na medicina nuclear, constituintes do sangue s?o marcados com tecn?cio-99m (99mTc) e usados em procedimentos cl?nicos como radibiocomplexos. Estudos t?m demonstrado que drogas sint?ticas ou naturais podem modificar a marca??o dos constituintes sangu?neos com 99mTc. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de um extrato de Artemisia vulgaris L. na marca??o dos constituintes sangu?neos com 99mTc. Amostras de sangue foram incubadas com o extrato vegetal, cloreto estanoso e 99mTc na forma de pertecnetato de s?dio. Plasma e c?lulas sang??neas foram isolados por centrifuga??o. Al?quotas de plasma e c?lulas sang??neas foram tamb?m precipitadas com ?cido tricloroac?tico para isolamento de fra??es sol?vel e insol?vel. Em cada fra??o a radioatividade foi contada e as porcentagens de radioatividade (%ATI) calculadas. O extrato de Artemisia vulgaris L diminuiu significantemente (p<0,05) a %ATI nas c?lulas sangu?neas e nas prote?nas celulares. A an?lise dos resultados indica que o extrato de Artemisia vulgaris L apresentaria subst?ncias que poderiam interferir no transporte de ?ons estanoso e/ou pertecnetato atrav?s da membrana do eritr?cito alterando a marca??o das c?lulas sangu?neas com 99mTc. A realiza??o deste trabalho envolveu uma equipe multidisciplinar, incluindo fisioterapeutas, biom?dicos, f?sicos, farmac?uticos, bi?logos, estat?sticos e m?dicos

Medical devices are used widely at every stage of disease diagnosis and treatment. To eradicate certain infectious diseases, the development of highly sensitive diagnostic tools and techniques is essential. The work reported in this thesis presents a novel approach, which can be used for the diagnosis of various diseases in the field of clinical cytology. The central theme of this approach was to develop a simple, holistic and completely automated system for point-of-care (POC) diagnostics. This is realized through the Development of an Absorption Flow-Cytometer with Synergistic Integration of Microfluidic, Optics and simple Electronics. Quantitative diagnosis of malaria has been taken as test case for the characterization and validation of the developed technology. Malaria is a life-threatening disease widely prevalent in developing countries. Approximately half the world population undergoes a test of malaria and it kills close to half a million people every year. Early detection and treatment will reduce the number of fatalities and also decrease its transmission rate. In the recent past, several diagnostic tools have been developed to detect malaria but there are varied demands on diagnostic instruments in healthcare settings and endemic contexts. The objective of this thesis is to develop an instrument capable of identifying malaria-infected red blood cells (i-RBCs) from a given few micro-liters of whole blood. The optical absorption properties of blood cells were measured at a single-cell level to diagnose malaria. The proof-of-concept for the instrument was established in four stages, after which a prototype was also developed and validated. In the first stage, a system capable of simultaneously imaging cells and also measuring their optical absorbance properties was developed. The developed system was employed to characterize absorption properties of red blood cells (malaria-infected and healthy ones) on blood-smear. A custom-made bright-field transmission microscope in combination with a pair of laser diode and photo-detector was used to simultaneously image and measure transmittance of infected and uninfected RBCs. In the second stage, the technique was extended to enable high-throughput measurements with the use of microfluidic sample handling and synchronous data acquisition. Using this technique, the optical absorbance and morphology of infected and healthy RBCs have been characterized in statistically significant numbers. The correlation between cell morphology (from images) and single-cell optical absorbance level helped to establish the thresholds for differentiating healthy and infected cells. In the third stage, a portable prototype capable of assessing optical absorbance levels of single cells was fabricated. The developed prototype is capable of assessing cells at throughputs of about 1800 cells/ second. It was initially validated with sample suspensions containing infected and healthy RBCs obtained from malaria cultures. For the device to be usable at the field-level, it has to function in the presence of all other cellular components of whole blood. The optical absorbance of other cellular components of blood like white blood cells and platelets, were characterized. The device was finally tested with blood samples spiked with malaria-infected RBCs validating the overall proof-of-concept and the developed prototype. The deployment of such cost-effective, automated POC system would enable malaria diagnosis at remote locations and play a crucial role in the ongoing efforts to eradicate malaria. In future, the presented technology can be extended to develop POC diagnostic tool for other diseases as well. As it enables quantitative estimation of malaria, the present optical absorption flow analyzer would also find application in disease prognosis monitoring, anti-malarial drug development and other studies requiring measurements on a single-cell basis. The hyper-imaging system can be used to characterize and validate the threshold information, and can be incorporated in the prototype. Thus, it is a continuous process to characterization and implementation in the prototype. The optofluidic absorption flow analyzer will help enable affordable clinical diagnostic testing in resource limited settings. This approach will be extended to diagnose other diseases, using differences in optical absorption as criteria for differentiating healthy and infected cells.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Os ácidos graxos poli-insaturados n-3 derivados do óleo de peixe estão associados a benefícios cardiovasculares, que podem ser decorrentes da ativação da óxido nítrico sintase (NOS). Assim como as células endoteliais, os eritrócitos possuem NOS endotelial (eNOS) e induzível (iNOS) e, portanto, são capazes de sintetizar óxido nítrico (NO). O presente estudo testou a capacidade que diferentes concentrações de óleo de peixe tem de ativar a via L-arginina-NO e, em seguida, alterar os níveis de guanosina monofosfato cíclica (GMPc) em eritrócitos de camundongos alimentados com dieta hiperlipídica. Além disso, foram analisados os marcadores de estresse oxidativo nos eritrócitos, objetivando investigar a biodisponibilidade do NO. O transporte de L-arginina, avaliado através da incubação com L-[3H]-arginina, mostrou-se ativado quando da administração de dietas contendo elevadas concentrações de óleo de peixe, em comparação com as dietas contendo baixas concentrações e controle. A atividade da NOS, medida pela conversão de L-[3H]-arginina em L-[3H]-citrulina, e a expressão da eNOS também aumentaram nos animais que se alimentaram com dietas ricas em óleo de peixe. Apesar da ativação da via L-arginina-óxido nítrico observada em nossos experimentos, os níveis de GMPc intraeritrocitário não foram afetados. O dano oxidativo nos eritrócitos aumentou linearmente conforme o óleo de peixe era acrescido na dieta, sem afetar a atividade das enzimas antioxidantes. Além do endotélio, os eritrócitos contribuem para o metabolismo do NO. Desta forma, a ativação da via L-arginina-NO nessas células pode ser benéfica para saúde cardiovascular. Estudos futuros poderão investigar outros marcadores de estresse oxidativo durante o consumo de óleo de peixe para assegurar que o seu uso não resulta em efeitos prejudiciais secundários e para garantir a biodisponibilidade de NO. / The n-3 polyunsaturated fatty acids derived from fish oil are associated with cardiovascular benefits and it has been suggested that the activation of nitric oxide synthase (NOS) would be a potential mechanism responsible for its effects. Beside endothelial cells, red blood cells (RBC) possess endothelial NOS (eNOS) and inducible NOS (iNOS), and thus are capable of synthesizing their own nitric oxide (NO). The present study tested the capacity of different amounts of fish oil to activate L-arginine-NO pathway and therefore alter cyclic guanosine monophosphate (cGMP) levels in RBC from mice fed on a high fat diet. Additionally, the oxidative status in RBC was performed to investigate NO bioavailability. L-arginine transport, assessed by incubation with L-[3H]-arginine, was activated by higher doses of fish oil, compared to control diet and to lowest doses of fish oil. RBC NOS activity, measured by the conversion of L-[3H]-arginine into L-[3H]-citrulline, and eNOS expression were also enhanced by diets rich in fish oil. Despite the L-arginine-NO activation, no effect on intra RBC cGMP basal levels was seen among the groups. Oxidative damage of RBC rises linearly with increasing amounts of fish oil in the diet without affecting the activity of antioxidant enzymes. Besides endothelium, red blood cells also contribute regulating the NO bioactivity. Therefore, the activation of L-arginine-NO pathway in RBC by fish oil would be beneficial in cardiovascular health. Future studies testing other oxidant markers during dietary fish oil supplementation will be necessary to verify that its consumption does not result in detrimental secondary effects and to ensure NO bioavailability.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO. / Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CHAPTER II: The stability of the erythrocyte membrane, which is essential for maintenance of cell functions, occurs in a critical region of fluidity, which depends largely on its composition and the composition and characteristics of the medium. As the composition of the erythrocyte membrane is influenced by several blood variables, the stability of the erythrocyte membrane must have relations with them. The present study aimed to evaluate, by bivariate and multivariate statistical analyses, the correlations and causal relationships between hematological and biochemical variables and the stability of the erythrocyte membrane against the chaotropic action of ethanol. The validity of this type of analysis depends on the homogeneity of the population and on the variability of the studied parameters, conditions that can be filled by patients who undergo bariatric surgery by the technique of Roux-en-Y gastric bypass, since they will suffer feeding restrictions that have great impact on their blood composition. Pathway analysis revealed that an increase in hemoglobin leads to decreased stability of the cell, probably through a process mediated by an increase in MCV. Furthermore, an increase in the MCH leads to an increase in the erythrocyte membrane stability, probably because higher values of MCH are associated to smaller quantities of RBC and larger contact area between the cell membrane and ethanol present in the medium. CHAPTER III: The need to treat obesity, a growing worldwide public health problem, has led to an increase in performing bariatric surgery, particularly the Roux-en-Y gastric bypass. The sudden change in eating habits, resulting from this type of surgery, leads to abrupt changes in the body. This study analyzed the correlation between the osmotic stability of erythrocytes and various biochemical and hematological indices in a population consisting of 24 female volunteers, before and at four different times after surgery, distributed along eight weeks, what allowed the generation of 120 sampling points. The osmotic stability of erythrocytes proved to be of great importance for understanding the meaning of the redcell distribution width (RDW), because the stability variables (1/H50 and dX) were positively correlated with this hematological index. However, the stability variables and RDW seem to suffer different influences from other variables, as the LDL-cholesterol (LDL-C), because only RDW has increased throughout time. Indeed, the stability of variable 1/H50 showed positive correlation with the blood levels of LDL-C, which declined throughout time. Path analysis showed that the body mass index (BMI) has an indirect effect, mediated by RDW, on the osmotic stability of erythrocytes. The correlations that the osmotic stability variables presented with RDW may help to understand the origin of the predictive ability of this hematological index in relation to various pathological conditions. / CAPÍTULO II: A estabilidade de membrana de eritrócitos, que é essencial para a manutenção da função dessas células, ocorre em uma região crítica de fluidez, que depende largamente de sua composição e das características do meio. Como a composição da membrana do eritrócito é influenciada por muitas variáveis sanguíneas, a estabilidade de membrana do eritrócito deve ter relações com elas. O presente estudo objetivou avaliar, por análises estatísticas bivariadas e multivariadas, as correlações e relações causais entre variáveis hematológicas e bioquímicas e a estabilidade de membrana de eritrócitos conta a ação caotrópica do etanol. A validade deste tipo de análise depende da homogeneidade da população e da variabilidade dos parâmetros estudados, condições que podem ser satisfeitas por pacientes que sofrem cirurgia bariátrica pela técnica do desvio gástrico em Y-de-Roux, uma vez que eles passam por restrições alimentares que têm grande impacto sobre a composição sanguínea deles. A análise de caminho revelou que um aumento na concentração de hemoglobina leva a uma diminuição da estabilidade da célula, provavelmente através de um processo mediado por um aumento no volume corpuscular médio (MCV). Além disso, um aumento na hemoglobina corpuscular media (MCH) leva a um aumento na estabilidade de membrana do eritrócito, provavelmente porque valores elevados de MCH são associados a menores quantidades de células vermelhas (RBC) e maiores áreas de contato entre a membrana da célula e o etanol presente no meio. CAPÍTULO III: A necessidade de tratar a obesidade, um crescente problema de saúde pública em todo o mundo, tem levado a um aumento na execução de cirurgia bariátrica, particularmente o desvio gástrico pelo Y-de-Roux. A súbita mudança nos hábitos alimentares, resultante deste tipo de cirurgia, leva a mudanças abruptas no corpo. Este estudo analisou a correlação entre a estabilidade osmótica de eritrócitos e vários índices hematológicos e bioquímicos em uma população constituída de 24 participantes do sexo feminino, antes e em quatro diferentes momentos após a cirurgia, distribuídos ao longo de oito semanas, o que permitiu a geração de 120 pontos amostrais. A estabilidade osmótica de eritrócitos mostrou ser de grande importância para a compreensão do significado da distribuição de volumes das células vermelhas do sangue (RDW), porque as variáveis de estabilidade (1/H50 and dX) foram positivamente correlacionadas com este índice hematológico. Entretanto, as variáveis de estabilidade e o RDW parecem sofrer diferentes influências de outras variáveis, como o LDLcolesterol (LDL-C), porque somente o RDW aumentou ao longo do tempo após a cirurgia. Realmente, a variável de estabilidade 1/H50 apresentou correlação positiva com os níveis sanguíneos de LDL-C, os quais diminuíram ao longo do tempo. A análise de caminho mostrou que o índice de massa corporal (BMI) tem um efeito indireto, mediado pelo RDW, sobre a estabilidade osmótica de eritrócitos. As correlações que as variáveis de estabilidade osmótica apresentaram com RDW podem ajudar na compreensão da origem da habilidade preditiva que este índice hematológico tem em relação a várias condições patológicas. / Doutor em Genética e Bioquímica

Os mecanismos envolvidos na associação entre poluição do ar e aumento da mortalidade cardiovascular não estão ao todo esclarecidos. O objetivo deste estudo foi testar os efeitos agudos do PM2.5 da cidade de São Paulo sobre a freqüência cardíaca (FC), variabilidade da freqüência cardíaca (VFC), inflamação sistêmica e vasoconstrição de arteríolas de ratos Wistar saudáveis. O PM2.5 foi coletado em filtros de fibra de vidro utilizando um amostrador de grandes volumes. Para o ECG foram utilizados 47 ratos que foram submetidos a instilação traqueal de: salina, filtro branco, 50 ?g e 100 ?g de PM2.5. A freqüência cardíaca (FC) e o desvio-padrão dos intervalos NN (SDNN) foram avaliados na fase pré, 30 e 60 minutos após a instilação. Outro grupo de 38 ratos foram submetidos a instilação traqueal de: filtro branco, 100 ?g e 500 ?g de PM2.5 para análises hematológicas e histopatológicas. Estes animais foram sacrificados 24 horas após a instilação traqueal para a coleta de sangue e amostras de pulmão e coração para a morfometria e análise da razão peso seco/úmido. A FC diminuiu significativamente (p<0.001) com o tempo, mas não houve efeito de tratamento ou interação entre tempo e tratamento. O SDNN diminuiu 60 minutos após a instilação nos grupos de 50 ?g e 100 ?g de PM2.5 (p=0.025). O número de reticulócitos aumentou significativamente em ambas as doses de PM2.5 (p<0.05), enquanto que o hematócrito aumentou somente no grupo de 500 ?g (p<0.05). Segmentados, neutrófilos e fibrinogênio diminuíram significativamente, enquanto que os linfócitos aumentaram com 100 ?g de PM2.5 (p<0.05). Houve uma diminuição dose-dependente da razão luz/parede (L/P) das arteríolas pulmonares intra-acinares em ambos grupos de PM (p<0.001). A razão L/P das arteríolas peri-bronquiolares diminuiu no grupo que recebeu 500 ?g de PM2.5 (p<0.001). Houve um aumento significativo da razão peso seco/úmido no coração para o grupo que recebeu 500 ?g (p<0.001). Concluindo, as partículas finas da cidade de São Paulo induzem a uma redução do SDNN e promovem alterações histológicas pulmonares e cardíacas, resultando em significante vasoconstrição. A medula óssea também participou na resposta aguda promovida pelas partículas que alcançam os pulmões / The mechanisms involved in the association between air pollution and increased cardiovascular mortality are not fully understood. The objective of this study was to test the acute effects of Sao Paulo PM2.5 on heart rate, heart rate variability, systemic inflammation and vasoconstriction of arterioles of healthy Wistar rats. PM2.5 was collected in glass fiber filters using a high volume sampler. Forty-seven rats were submitted to tracheal instillation with: saline, blank filter, 50 ?g and 100 ?g of PM2.5 to ECG analysis. Heart rate (HR) and standard deviation of the intervals between normal beats (SDNN) were assessed immediately before, 30 and 60 minutes after instillation. Another thirty-eight rats were submitted to tracheal instillation with: blank filter, 100 ?g and 500 ?g of PM2.5 to hematological and histopathological analysis. These animals were sacrificed 24 hours after instillation when blood, heart and lung samples were collected for morphological and wet-to-dry weight ratio analysis. HR decreased significantly (p< 0.001) with time, but no significant effect of treatment or interaction between time and treatment was observed. SDNN decreased 60 minutes after instillation in groups PM2.5 50 ?g and 100 ?g (p=0.025). Reticulocytes significantly increased at both PM2.5 doses (p<0.05) while hematocrit levels increased in the 500 ?g group (p<0.05). Segmented, neutrophils and fibrinogen levels significantly decreased, while lymphocytes increaseded with 100 ?g of PM2.5 (p<0.05). A significant dose-dependent decrease of intra-acinar pulmonary arterioles Lumen/Wall ratio (L/W) was observed in PM groups (p<0.001). Peribronchiolar arterioles L/W showed a significant decrease in the 500?g group (p<0.001). A significant increase in heart wet-to-dry weight ratio was observed in the 500 ?g group (p<0.001). In conclusion, fine particles in the city of Sao Paulo induces a reduction of SDNN and promote pulmonary and cardiac histological alterations, resulting in significant vasoconstriction. In addition, we observed that the bone marrow also participated in the acute response to particles reaching the lungs