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

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

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

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

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

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

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

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