Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atherosclerosis is a chronic inflammatory condition associated with an overproduction of oxidant species. Since low density lipoprotein (LDL) oxidation plays a key role in the pathogenesis of atherosclerosis, antioxidants that can inhibit this oxidative process might be useful in preventing atherosclerosis-related pathological conditions, such as cardiovascular diseases and stroke. Here, we investigated the potential toxicological effects and the anti-atherogenic properties of diphenyl diselenide (PhSe)2, a simple organoselenium compound that presents important antioxidant properties. Toxicological studies, revealed that (PhSe)2, orally administered, produced minor toxicological effects in rabbits exposure for a long term. The toxic potential of (PhSe)2 was evidenced by a decrease in the ascorbic acid contents in blood, liver and brain of rabbits. Nevertheless, the prolonged exposition with (PhSe)2 was not hepato or renotoxic and not modified the others oxidative stress parameters. The consumption of (PhSe)2 by hipercholesterolemic rabbits significantly decreased the serum cholesterol levels and also diminished the serum and hepatic levels of TBARS, as well as the production of free radical species in blood and brain. In vitro studies demonstrated that (PhSe)2 showed a dosedependent protective effect against Cu2+ and 2,2-azobis-2-amidinopropane (AAPH)-induced oxidation of LDL or parinaric acid (PnA) incorporated into isolated human LDL. Interestingly, (PhSe)2 also protected protein moieties from human isolated LDL against Cu2+-induced oxidation. These effects were related to its thiol-peroxidase activity. In experiments with primary cultures of bovine aortic endothelial cells (BAEC), (PhSe)2 protected endothelial cells from the damage promoted by peroxynitrite exposure, in a more effective way than ebselen. The intracellular levels of glutathione (GSH) were almost completely consumed by peroxynitrite and although the compounds did not restore the normal levels, (PhSe)2 per se increases significantly GSH in a concentration-dependent manner. This effect may be related with the significant increase in cellular glutathione peroxidase (GPx) activity promoted by this compound. Taken together, the results indicated that (PhSe)2 is relatively safe for rabbits even after a prolonged time of ingestion and suggest a new role for diphenyl diselenide as a potential anti-atherogenic agent. / A aterosclerose é uma condição inflamatória crônica associada à produção de espécies oxidantes. A oxidação da lipoproteína de baixa densidade (LDL) parece ter um papel fundamental na patogênese da aterosclerose, desta forma os antioxidantes, substâncias capazes de inibir o processo oxidativo, podem ser úteis na prevenção das condições patológicas associadas à aterosclerose, como doenças cardiovasculares e acidentes vasculares cerebrais. Nesta tese, investigou-se os potenciais efeitos toxicológicos e as propriedades anti-aterogênicas do disseleneto de difenila (PhSe)2, um simples composto orgânico de selênio que apresenta importantes propriedades antioxidantes. Os estudos toxicológicos revelaram que o (PhSe)2 oralmente administrado produziu poucos efeitos tóxicos nos coelhos expostos ao composto por um longo período de tempo. O principal efeito tóxico do (PhSe)2 foi a diminuição dos níveis de ácido ascórbico no sangue, fígado e cérebro dos coelhos. Todavia, a exposição prolongada ao (PhSe)2 não alterou os marcadores clássicos de lesão hepática e renal e os demais marcadores do estresse oxidativo. O consumo de (PhSe)2 por coelhos hipercolesterolêmicos diminuiu significativamente os níveis sorológicos de colesterol total e ainda reduziu os níveis sanguíneos e hepáticos de TBARS, bem como a produção de espécies oxidativas no sangue e no cérebro destes animais. Estudos in vitro demonstraram que o (PhSe)2 protegeu LDLs humanas isoladas contra a oxidação induzida por Cu2+ e AAPH e a oxidação do ácido parinárico (PnA) incorporado nas LDLs de maneira concentração dependente. O (PhSe)2 também foi capaz de prevenir a oxidação da porção protéica das LDLs. Estes efeitos protetores do (PhSe)2 foram associados a sua atividade tiol peroxidase. Em experimentos utilizando cultura primária de células endoteliais de aorta bovina (BAEC), evidenciou-se o efeito protetor do (PhSe)2 contra a morte celular induzida pelo peroxinitrito, de forma mais efetiva que o ebselen. Os níveis intracelulares de glutationa (GSH) foram completamente consumidos pelo peroxinitrito. O (PhSe)2 per se aumentou significativamente os níveis de GSH de maneira concentração dependente, todavia, a adição dos compostos não preveniu o consumo de GSH pelo peroxinitrito. Este efeito pode ser relacionado com o significativo aumento na atividade celular da glutationa peroxidase (GPx) promovido pelo (PhSe)2. Em conclusão estes resultados indicam que a suplementação oral com (PhSe)2 demonstrou baixa toxicidade nos coelhos mesmo após uma ingestão prolongada do composto e sugere-se um novo papel para o (PhSe)2 como um potencial agente anti-aterogênico.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In mammals, the liver plays a central role in whole-body lipid metabolism. Unfortunately, dysregulation of these pathways has been implicated in hyperlipidemias. In recent years, a significant association between the trace element selenium and hypercholesterolaemia in human and animals has been reported. This study was designed to investigate a potential hypolipidaemic effect of diphenyl diselenide ((PhSe)2) in Triton WR-1339-induced hyperlipidaemia in mice. Triton was administered intraperitoneally (400 mg/kg) to overnight-fasted mice to develop acute hyperlipidaemia. (PhSe)2 was administered orally (10 mg/kg) 30 min before Triton. At 24 h after Triton injection, blood samples were collected to measure plasma lipid levels. The hepatic thiobarbituric acid reactive substances and ascorbic acid levels as well as catalase and glutathione peroxidase activity were recorded. (PhSe)2 administration significantly lowered total cholesterol, non-high- density lipoprotein-cholesterol and triglycerides,whilst it increased high-density lipoprotein-cholesterol levels in plasma of hyperlipidaemic mice. Neither oxidative stress nor the antioxidant effect of (PhSe)2 was observed in the mouse liver in this experimental protocol. These findings indicated that (PhSe)2 was able to lower plasma lipid concentrations. Further studies are needed to elucidate the exact mechanism by which (PhSe)2 exerted its hypolipidaemic effect in the management of hyperlipidaemia. / Nos mamíferos, o fígado desempenha um papel extremamente importante na manutenção da homeostase do metabolismo dos lipídios plasmáticos. Entretanto, problemas na regulação desses mecanismos têm sido implicados na ocorrência de dislipidemias (alterações na concentração adequada de lipídios no plasma). Nos últimos anos, tem sido evidenciada a existência de uma relação entre os níveis de selênio (Se) e o aumento nas concentrações plasmáticas de lipídios em humanos e animais. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo investigar um possível efeito hipolipidêmico do (PhSe)2, um composto orgânico de Se, no modelo de hiperlipidemia aguda induzida por Triton WR-1339 em camundongos, bem como investigar se a hiperlipidemia aguda induzida pela administração intraperitonial (i.p.) de Triton WR-1339 altera parâmetros relacionados à ocorrência de dano oxidativo no tecido hepático de camundongos e determinar se o efeito antioxidante do (PhSe)2 está presente nesse processo. Para isso, o Triton WR-1339 foi injetado i.p. (400 mg/kg) em camundongos que estavam em jejum de 12 horas. O (PhSe)2 foi administrado oralmente (10 mg/kg) 30 minutos antes do Triton WR-1339. 24 horas após a injeção do Triton WR-1339, amostras de sangue foram coletadas para dosagem das concentrações de lipídios plasmáticos. Os níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e ácido ascórbico, bem como a atividade das enzimas catalase e glutationa peroxidase foram determinados no tecido hepático. A administração de (PhSe)2 foi capaz de prevenir o aumento nos níveis de colesterol total, colesterol não-HDL e triglicerídeos bem como aumentar os níveis de HDL-colesterol no plasma de camundongos hiperlipidêmicos. No protocolo experimental utilizado nesse estudo não foram observadas alterações nos parâmetros hepáticos de estresse oxidativo analisados. Conseqüentemente, o efeito antioxidante do (PhSe)2 não pode ser verificado. Os resultados obtidos nesse trabalho encorajam a realização de estudos posteriores no intuito de elucidar o exato mecanismo através do qual o (PhSe)2 exerce seu efeito hipolipidêmico.

Paracetamol (APAP) is commonly used analgesic and antipyretic, however high doses can induce damage hepatic. The metabolic N-acetyl-p-benzoquinone imine (NAPQI) is responsible for the toxic effects. The accumulation of this metabolic causes oxidative stress, cellular death and tissue necrosis. Toxicity of APAP is also related to development of inflammation, accumulation of neutrophils and release of proinflammatory mediators. The treatment consists of the N-acetylcysteine administration, which it must be administered quickly. The diphenyl diselenide (PhSe)2 is an organoselenium compound that exhibit antioxidant activity and pharmacological proprieties. The aim of this study is evaluate the ability of (PhSe)2 in reducing acute liver failure induced by APAP in mice. The animals received APAP 600 mg/kg, and after 1h were treated with (PhSe)2 15.6 mg/kg. After 4h APAP administration was collected serum and hepatic tissue for analysis. APAP administration caused severe damage hepatic, oxidative stress induction and glutathione levels reduction. APAP also caused increase of myeloperoxidase activity. The treatment with (PhSe)2 was effective in reduction of alterations caused by APAP, suggesting a promising therapeutic option for the treatment of acute liver failure. / O paracetamol (APAP) é comumente usado como analgésico e antipirético, porém doses elevadas podem induzir dano hepático. O metabólito N-acetil-p-benzoquinina imina (NAPQI), é responsável pelos efeitos tóxicos. O acúmulo deste metabólito ocasiona estresse oxidativo, morte celular e necrose tecidual. A toxicidade do APAP também está relacionada com desenvolvimento de inflamação, acúmulo de neutrófilos e liberação de mediadores pró-inflamatórios. O tratamento consiste na administração de N-acetilcisteína, a qual deve ser administrada relativamente cedo. O disseleneto de difenila (PhSe)2 é um composto orgânico de selênio que apresenta atividade antioxidante e propriedades farmacológicas. O objetivo deste estudo é avaliar a capacidade do (PhSe)2 em reduzir a falência hepática aguda induzida pelo APAP em camundongos. Os animais receberam APAP 600 mg/kg, e 1h após foram tratados com (PhSe)2 15,6 mg/kg. Após 4 h da administração de APAP coletou-se amostras de soro e tecido hepático para as análises. O APAP ocasionou severo dano hepático, indução de estresse oxidativo e redução dos níveis de glutationa. O APAP também provocou aumento na atividade da mieloperoxidase. O tratamento com (PhSe)2 mostrou-se efetivo na redução das alterações geradas pelo APAP, sugerindo uma opção terapêutica promissora para o tratamento da falência hepática aguda.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury is a metal without physiological functions in human body and is toxic to human beings. This metal has many applications in industry and, therefore it is very important in occupational and environmental exposure. The toxicity of mercury depends on the form of the metal and can affect several organs, such as brain, kidney and liver. In addition, mercury can cause alteration in hematological and immunological systems. The oxidative stress seems to be involved in toxicity induced by mercury, since this metal may cause an increase in the production of reactive oxygen species (ROS) and disturbances in enzymatic and non-enzymatic antioxidant defense systems. Thus, in addition to conventional therapies using chelating agents, therapies using antioxidants are tested in an attempt to reduce the toxic effects of this metal. Since diphenyl diselenide (PhSe)2 has several pharmacological properties, including antioxidant action, our goal was to verify the effect of this compound in different models of exposure to mercuric chloride (HgCl2) in mice. The use of another antioxidant agent, Nacetylcysteine (NAC), and a chelating agent of reference, 2,3-dimercapto-1-propanosulfonato (DMPS), were also evaluated. The results showed that the concomitant and acute exposure to HgCl2 and therapeutic agents tested presented toxic effects. In fact, the administration of DMPS and NAC, in animals exposed to HgCl2, caused renal toxicity in mice, which was evidenced by an increase in the urea and creatinine levels and by reduction on renal Na+, K+-ATPase activity. This can be explained by a possible formation of complexes between the metal and these agents. The administration of (PhSe)2 caused 100% of death in animals exposed to HgCl2. The toxic effects of HgCl2 + (PhSe)2 association affects the hepatic tissue and especially the renal tissue. Hepatic damage was characterized by an increase in the lipid peroxidation levels and reduction in catalase activity from animals of HgCl2 + (PhSe)2 group. Renal damage was characterized by biochemical markers in plasma and urine of mice. Moreover, mice exposed to the association between HgCl2 and (PhSe)2 showed inhibitions in renal glutathione S-transferase (GST) and Na+, K+-ATPase activities. The oxidative damage in renal tissue was evidenced by increase in the lipid peroxidation levels and increase in ascorbic acid concentration in mice exposed to HgCl2 + (PhSe)2 group. Increased levels of hemoglobin and hematocrit were also observed in mice of HgCl2 + (PhSe)2 group and renal damage seems to be involved in this effect. The formation of a complex between HgCl2 and (PhSe)2, which displays pro-oxidant activity, is the most probably hypothesis to explain this toxicity. We observed also that the preventive therapy with (PhSe)2 was effective in protecting against immunological and hematological alterations induced by subchronic HgCl2 exposure. In fact, exposure to HgCl2 caused anemia in mice, which was observed by reducing in the hemoglobin, erythrocytes and hematocrit levels. Moreover, levels of leukocytes and platelets were also reduced by exposure to HgCl2. The immunological changes were evidenced by increase in immunoglobulins levels. All these changes, hematological and immunological, were reduced by (PhSe)2 pre-treatment. The antioxidant activity of this selenium compound seems to be involved in this mechanism of protection, as well as the formation of a inactive ternary complex between mercury, selenium and selenoprotein P. (PhSe)2 also presented similar effects when compared to DMPS in restored renal and hematological damage observed after subchronic exposure to HgCl2. The hematological changes (decrease in erythrocytes, leukocytes and platelets levels) and changes in renal tissue, observed by increase in the plasmatic urea, creatinine, and uric acid levels and renal lipid peroxidation, induced by exposure to HgCl2, were reversed by (PhSe)2 and DMPS, individually administered. However, the combined use of (PhSe)2 and DMPS did not present good results, since the individual therapies with these two agents were more effective than the combined administration. Based on these results, we can conclude that the use of (PhSe)2 against the HgCl2 toxicity should be further studied, since, depending on the experimental model, the results can be beneficial or there may be a potentiation of the toxic effects of mercury. / O mercúrio (Hg) é um elemento ainda sem função fisiológica no organismo humano, sendo tóxico aos seres vivos. Este metal possui ampla aplicação na indústria sendo, portanto, bastante importante na exposição ocupacional e ambiental. A toxicidade do mercúrio depende da forma deste metal e pode afetar inúmeros órgãos, tais como o cérebro, os rins e o fígado e, ainda, causar alterações hematológicas e imunológicas. O estresse oxidativo parece estar envolvido na toxicidade induzida pelo mercúrio, uma vez que este metal pode causar um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e distúrbios nos sistemas de defesa antioxidante enzimáticos e não-enzimáticos. Desta forma, além das terapias convencionais por meio de agentes quelantes, terapias utilizando agentes antioxidantes são testadas na tentativa de reduzir os efeitos tóxicos deste metal. Considerando que o composto disseleneto de difenila (PhSe)2 possui inúmeras propriedades farmacológicas, dentre as quais destaca-se a sua ação antioxidante, o nosso objetivo foi verificar o efeito deste composto em diferentes modelos de exposição ao cloreto de mercúrio (HgCl2) em camundongos. As utilizações de outro agente antioxidante, a N-acetilcisteína (NAC), e de um agente quelante de referência, o ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfônico (DMPS), também foram avaliadas. Os resultados obtidos demonstraram que quando o HgCl2 foi administrado de forma aguda e a utilização dos agentes terapêuticos testados ocorreu de forma concomitante, efeitos tóxicos decorrentes destas interações foram observados. De fato, a administração de NAC e DMPS, em animais expostos ao HgCl2, causou toxicidade renal nos camundongos, o que foi evidenciado através de um aumento nos níveis de uréia e creatinina e através da redução na atividade da enzima Na+, K+-ATPase renal. Esta toxicidade foi devida a uma possível formação de complexos tóxicos entre o metal e estes agentes. A administração de (PhSe)2 causou 100% de morte nos animais expostos ao HgCl2. Os efeitos tóxicos decorrentes desta associação afetam o tecido hepático e, principalmente, o tecido renal. O dano hepático foi caracterizado pelo aumento nos níveis de peroxidação lipídica e redução na atividade da enzima catalase nos animais do grupo HgCl2 + (PhSe)2. O dano renal foi caracterizado através de marcadores bioquímicos no plasma e na urina dos camundongos. Além disso, os camundongos expostos a associação entre o HgCl2 e o (PhSe)2 apresentaram inibições na atividade das enzimas glutationa S-transferase (GST) e Na+, K+-ATPase renal. O dano oxidativo no tecido renal foi evidenciado através do aumento nos níveis de peroxidação lipídica e aumento na concentração de ácido ascórbico nos camundongos expostos ao HgCl2 e ao (PhSe)2, de forma concomitante. Elevados valores de hemoglobina e hematócrito também foram observados nos camundongos do grupo HgCl2 + (PhSe)2 e o dano renal parece estar envolvido neste efeito. A formação de um complexo entre o HgCl2 e o (PhSe)2, o qual apresenta atividades pró-oxidantes, é a hipótese mais provável para explicar esta toxicidade. Foi observado também que a terapia preventiva com o (PhSe)2 foi efetiva em proteger contra os danos nos sistemas hematológico e imunológico induzidos de forma subcrônica pelo HgCl2. De fato, a exposição ao HgCl2 causou anemia nos camundongos, o que foi observado através da redução nos níveis de hemoglobina, contagem de eritrócitos e no hematócrito. Além disso, os níveis de leucócitos e plaquetas também foram reduzidos pela exposição ao metal. As alterações imunológicas foram evidenciadas pelo aumento nos níveis de imunoglobulinas. Todas estas alterações, hematológicas e imunológicas, foram reduzidas pelo pré-tratamento com o (PhSe)2. A ação antioxidante deste composto de selênio parece estar envolvida neste mecanismo de proteção, bem como a formação de um complexo ternário inerte entre o mercúrio, o selênio e a selenoproteína P. O (PhSe)2 também foi tão efetivo quanto o DMPS em reverter os danos renal e hematológico observados após a exposição subcrônica ao HgCl2. As alterações hematológicas (diminuição nos níveis de eritrócitos, leucócitos e plaquetas) e as alterações no tecido renal, observadas através do aumento nos níveis de uréia, creatinina e ácido úrico plasmáticos e através da peroxidação lipídica renal, induzidos pela exposição ao HgCl2, foram revertidas pelas administrações individuais de (PhSe)2 e DMPS. Entretanto, a utilização do (PhSe)2 de forma associada ao DMPS não apresentou bons resultados, uma vez que as administrações individuais destes dois agentes foram mais eficazes do que a administração combinada. Com base nos resultados obtidos, nós podemos concluir que a utilização do (PhSe)2 em intoxicações pelo HgCl2 deve ser ainda mais estudada, já que, dependendo do modelo experimental utilizado, os resultados podem ser benéficos ou pode haver uma potencialização dos efeitos tóxicos do mercúrio.

Several metals are known to disturb cellular functions by binding to thiol groups of biomolecules. Therefore, a possible therapy for metal intoxication is to remove the toxic metals from the bound functional bioligands by administering strong thiol-containing chelators. However, these compounds could remove endogenous metals, which are essential components of many enzyme systems. Thus, the present study was designed to evaluate the effects of chelating agents, meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA), 2,3-dimercaptopropane 1-sulfonate (DMPS) and 2,3-dimercaptopropanol (BAL) per se on toxicological parameters and models of cadmium intoxication. δ-Aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D) activity from human erythrocytes was inhibited by dithiol chelating agents in a concentration-dependent manner. Dithiotreitol and zinc chloride were able to protect the δ-ALA-D inhibition caused by BAL, DMPS and DMSA in a concentration-dependent manner. Acute treatment with chelating agents caused changes in a number of toxicological parameters in mice. BAL caused a decrease on renal δ-ALA-D activity and an increase on brain and liver enzyme activity. DMPS caused an inhibition in renal δ-ALA-D activity, while animals that received a single dose of DMSA did not present δ-ALA-D activity of tissues modified. All three agents produced an increase in both liver and renal lipid peroxidation. Mice that received DMPS presented an increase in renal zinc concentration and a depletion of hepatic zinc occurred in mice administrated with BAL. Of all the toxic metals found in the environment and used in industry, cadmium occupies a special place because of the generally intractable nature of cadmium intoxication. Several lines of evidence indicate that reactive oxygen species are involved in cadmium-mediated tissue damage. Thus, it is believed that antioxidant should be one of the important components of an effective treatment of cadmium poisoning, as well, combined therapy with antioxidants and chelators can yield better therapeutic outcomes than isolated chelation therapy. Acute cadmium-intoxication caused inhibition of δ-ALA-D and superoxide dismutase (SOD) activities, reduction in ascorbic acid levels and increase of lipid peroxidation in mice testes. Also, an increase on plasmatic lactate dehydrogenase (LDH), aspartate aminotransferase (AST) and alanine aminotransferase (ALT) activities was observed. DMSA, DMPS and diphenyl diselenide ((PhSe)2) protected against the inhibitory effect of cadmium on δ-ALA-D activity and restored the increase of TBARS levels. However, these compounds alone or in combination, were unable to protect SOD activity and to improve ascorbic acid levels near to the normal value. The use of combined therapy (DMSA plus (PhSe)2) not proved be better than the monotherapy, in improving the toxicological parameters evaluated in this model of testicular damage induced by cadmium. On the other hand, the use of combined therapy (DMPS plus (PhSe)2) proved to be better than the monotherapy in decreasing cadmium levels in testes and in ameliorating plasmatic AST level. Sub-chronic effects of cadmium-intoxication in mice caused inhibition of δ-ALA-D activity in liver, kidney and spleen and (PhSe)2 therapy was effective in restoring enzyme activity in all tissues. Also, a reduction in ascorbic acid content by cadmium was observed in kidney and spleen, whereas (PhSe)2 was only effective in improving this reduction in kidney. The therapy with this compound was effective in restoring an increase of TBARS levels caused by cadmium in liver and brain tissues. In general, the results of this study indicate that it is necessary to investigate the potential toxicity of the chelating agents, since chelators may be as harmful as the metals they chelate. In addition, (PhSe)2 therapy in cadmium poisoning may be considered, as alone (antioxidant) as combined with DMPS and DMSA / Diversos metais alteram as funções celulares por serem capazes de se ligar a grupos tióis de biomoléculas. Portanto, uma terapia eficaz na intoxicação por metal seria a remoção dos metais tóxicos dos bioligantes funcionais através da administração de quelantes contendo grupos tióis. Entretanto, estes compostos poderiam remover metais endógenos, os quais são componentes essenciais de muitos sistemas enzimáticos. Dessa forma, o presente estudo foi delineado para avaliar os efeitos dos agentes quelantes, ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA), ácido 2,3-dimercaptopropano 1-sulfônico (DMPS) and 2,3-dimercaptopropanol (BAL) per se sobre alguns parâmetros toxicológicos e em modelos de intoxicação por cádmio. A atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ- ALA-D) de sangue humano foi inibida pelos agentes quelantes ditiólicos de maneira dependente da concentração. O ditiotreitol e o cloreto de zinco foram efetivos em proteger da inibição da δ-ALA-D causada pelo BAL, DMPS e DMSA de maneira dependente da concentração. O tratamento agudo com os agentes quelantes causou alterações em vários parâmetros toxicológicos em camundongos. O BAL causou uma diminuição significante na atividade da δ-ALA-D renal e um aumento na atividade da enzima cerebral e hepática. O DMPS causou uma inibição na atividade da δ-ALA-D de rim, enquanto os animais que receberam uma única dose de DMSA não apresentaram modificação na atividade da enzima nos tecidos. Todos os quelantes produziram um aumento na peroxidação lipídica no fígado e no rim. Os camundongos que receberam o DMPS apresentaram um aumento na concentração de zinco renal e uma depleção do zinco hepático ocorreu nos camundongos administrados com BAL. De todos os metais tóxicos encontrados no ambiente e utilizados industrialmente, o cádmio ocupa um lugar especial devido à natureza geralmente intratável da intoxicação por este metal. Muitas evidências indicam que as espécies reativas de oxigênio estão envolvidas no dano tecidual induzido pelo cádmio. Então, acredita-se que um antioxidante seja um componente importante de um tratamento efetivo da intoxicação por cádmio, bem como a terapia combinada com antioxidantes e quelantes poderia ser melhor do que a terapia que utiliza apenas os quelantes. A intoxicação aguda por cádmio causou inibição das atividades da δ-ALA-D e da superóxido dismutase (SOD), redução na concentração de ácido ascórbico e aumento da peroxidação lipídica nos testículos dos camundongos. Observou-se também uma elevação da LDH, AST e ALT plasmática. O DMSA, o DMPS e o disseleneto de difenila ((PhSe)2) protegeram do efeito inibitório induzido pelo cádmio na δ-ALA-D e restauraram o aumento dos níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Entretanto, estes compostos sozinhos ou em combinação foram incapazes de proteger a atividade da SOD e em recuperar os níveis de ácido ascórbico. A terapia combinada (DMSA e (PhSe)2) não foi melhor que a monoterapia em restaurar os parâmetros toxicológicos avaliados neste modelo de dano testicular induzido por cádmio. Por outro lado, o uso da terapia combinada (DMPS e (PhSe)2) foi melhor que a monoterapia em reduzir os níveis de cádmio nos testículos e em restaurar o nível da AST plasmática. A intoxicação sub-crônica por cádmio em camundongos causou inibição da atividade da δ-ALA-D do fígado, rim e baço e a terapia com (PhSe)2 foi efetiva em restaurar a atividade da enzima em todos os tecidos. Uma redução no conteúdo de ácido ascórbico no rim e no baço foi também observado, enquanto o (PhSe)2 foi efetivo em restaurar esta redução somente no rim. Além disso, a terapia com este composto foi efetiva em restaurar o aumento dos níveis de TBARS causado pelo cádmio nos tecidos hepático e cerebral. De maneira geral, os resultados deste estudo indicam que é necessário investigar a toxicidade potencial dos agentes quelantes, uma vez que eles podem ser tão prejudiciais quanto os metais que eles quelam. Além disso, a terapia com (PhSe)2 na intoxicação por cádmio pode ser útil, tanto quando utilizada sozinha (antioxidante) quanto combinado com DMPS ou DMSA

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Experimental models of seizure in animals have represented an important role for the understanding of the physiological and behavioural alterations associated with the human epilepsy. The induction of partial or generalized seizures is an efficient method for evaluating both the susceptibility to seizures and to investigate new anticonvulsant agents. In this sense, studies showed that the convulsive actions of the diphenyl diselenide (PhSe)2 and 2,3-dimercaptopropanol (BAL) compounds are inhibited by diazepam and phenobarbital, two classic allosteric modulators of the GABAergic system. Therefore, arises the interest of to investigate the interaction of the (PhSe)2 and BAL compounds with convulsive agents that act via blockade and/or modulation of the GABAergic system. This is the case of the pentylenetetrazol (PTZ), which exerts its convulsive action by blocking of Cl- channel of the GABAA receptor complex. Taking into account these facts, the present study had as first objective to investigate the effects of the pre-administration of (PhSe)2 and BAL in the model of chemical seizure PTZ-induced in mice (Article 1). For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) or BAL (250, 500, or 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutes prior to administration of PTZ. The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 reduced the latency for seizure PTZ-induced at doses of 40 and 60 mg/kg, beyond to cause a decrease in the latency for death PTZ-induced at dose of 60 mg/kg. However, the convulsive and lethal action PTZ-induced at dose of 80mg/kg was not affected by the pretreatment with (PhSe)2. Similarly, the pretreatment of the animals with BAL reduced the latency for seizure induced by 40 and 50 mg/kg PTZ. In addition, the latency for death PTZ-induced at dose of 40 mg/kg was significantly decreased by the pretreatment with BAL in all doses tested. Particularly, in the dose of 50 mg/kg of PTZ, a significant decrease in the latency for death occurred only when the mice were pretreated with 500 and 1000 μmol/kg of BAL. These results show that (PhSe)2 and BAL act in synergysm with PTZ potentializing its convulsive action, possibly through a modulation of the GABAergic system. Tacking into account the structural similarities between (PhSe)2 and diphenyl ditelluride (PhTe)2 compounds, our further objective was to investigate the effects of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on a model of chemical seizure 4-aminopyridine (4-AP)-induced in mice (Article 2). The convulsive action of this agent occurs through a blockade of K+ channels and activation of Ca2+ channels, with consequent release of neurotransmitters, predominantly the glutamate. Moreover, it was investigated the brain lipid peroxidation level after treatment of the animals with 4-AP, as well the effect of the pretretament with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds on this level. For this purpose, mice were pretreated with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, or 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutes before administration of 4-AP (12 mg/kg, i.p.). The obtained results showed that the pretreatment with (PhSe)2 and (PhTe)2 (50, 100, and 150 μmol/kg) significantly increased the latency for clonic and tonic seizure, as well as inhibited the death 4-AP-induced. In addition, it was observed a significant increase in the brain lipid peroxidation levels after treatment with 4-AP, which was significantly inhibited by pretreatment with the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds. Therefore, these results show that (PhSe)2 and (PhTe)2 increase the latency for seizures, as well as inhibit the death 4-AP-induced. It is possible that this effect result of the modulation of redox sites of NMDA receptors, and/or modulation in the Ca2+ channels activity with consequent alteration in the neurotransmitters release. Moreover, the work provided evidences for the anticonvulsant and antioxidant properties of the (PhSe)2 and (PhTe)2 compounds, which point out for its neuroprotective properties in this model. Of general model, the utilization of the models of chemical seizure PTZ- or 4-AP-induced in mice was a useful method in the investigation of the actions on central nervous system of the (PhSe)2, (PhTe)2, and BAL compounds. The use of these convulsive models provided evidences about the convulsive actions, as well as possible mechanisms of action of the evaluated compounds. / Modelos experimentais de convulsão em animais têm representado um papel importante para a compreensão das alterações fisiológicas e comportamentais associadas com a epilepsia humana. A indução de convulsões parciais ou generalizadas é um método eficiente para avaliar tanto a susceptibilidade às convulsões quanto investigar novos agentes anticonvulsivantes. Neste sentido, estudos demonstraram que as ações convulsivantes dos compostos disseleneto de difenila (PhSe)2 e 2,3-dimercaptopropanol (BAL) são inibidas por diazepam e fenobarbital, dois moduladores alostéricos clássicos do sistema GABAérgico. Logo, surge o interesse de investigar os efeitos da interação dos compostos (PhSe)2 e BAL e agentes convulsivantes que ajam através do bloqueio e/ou modulação do sistema GABAérgico. Este é o caso do agente pentilenotetrazol (PTZ), o qual exerce sua ação convulsiva por meio de um bloqueio do canal de Cl- do complexo do receptor GABAA. Considerando estes fatos, o presente estudo teve como primeiro objetivo investigar os efeitos da pré-administração de (PhSe)2 e BAL no modelo de convulsão química induzida por PTZ em camundongos (Artigo 1). Para este propósito, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 (150 μmol/kg, i.p.) ou BAL (250, 500 ou 1000 μmol/kg, i.p.) 10 minutos antes da administração de PTZ. Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 reduziu a latência para a convulsão induzida por PTZ nas doses de 40 e 60 mg/kg, além de causar um decréscimo na latência para a morte induzida por PTZ na dose de 60 mg/kg. Entretanto, a ação convulsivante e letal induzida por PTZ na dose de 80 mg/kg não foi afetada pelo pré-tratamento com (PhSe)2. Similarmente, o pré-tratamento dos animais com BAL reduziu a latência para a convulsão induzida por 40 e 50 mg/kg de PTZ. Além disso, a latência para a morte induzida por PTZ na dose de 40 mg/kg foi significativamente diminuída pelo pré-tratamento com BAL em todas as doses testadas. Particularmente, na dose de 50 mg/kg de PTZ, decréscimo significativo na latência para a morte ocorreu somente quando os camundongos foram pré-tratados com 500 e 1000 μmol/kg de BAL. Estes resultados demonstram que o (PhSe)2 e BAL agem em sinergismo com o PTZ potencializando sua ação convulsiva, possivelmente através de uma modulação do sistema GABAérgico. Tendo em vista as similaridades estruturais entre os compostos (PhSe)2 e ditelureto de difenila (PhTe)2, nosso próximo objetivo foi investigar o efeito dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre um modelo de convulsão química induzida por 4-aminopiridina (4-AP) em camundongos (Artigo 2). A ação convulsiva deste agente ocorre através do bloqueio de canais de K+ e ativação de canais de Ca2+, com conseqüente liberação de neurotransmissores, predominantemente o glutamato. Além disso, foram investigados os níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento dos animais com 4-AP, bem como o efeito do pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2 sobre esses níveis. Para este fim, camundongos foram pré-tratados com (PhSe)2 e (PhTe)2 (50, 100 ou 150 μmol/kg, s.c.) 30 minutos antes da administração de 4-AP (12 mg/kg, i.p.). Os resultados obtidos demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 e (PhTe)2, nas doses de 50, 100 e 150 μmol/kg, aumentou significativamente a latência para a convulsão clônica e tônica, bem como inibiu a morte induzida por 4-AP. Além disso, observamos um significativo aumento nos níveis de peroxidação lipídica cerebral após o tratamento com 4-AP, o qual foi significativamente inibido pelo pré-tratamento com os compostos (PhSe)2 e (PhTe)2. Portanto, estes resultados demonstram que (PhSe)2 e (PhTe)2 aumentam a latência para as convulsões, bem como inibem a morte induzida por 4-AP. É possível que este efeito resulte da modulação de sítios redox de receptores NMDA, e/ou modulação na atividade de canais de Ca2+ com conseqüente alteração na liberação de neurotransmissores. Além disso, o trabalho forneceu evidências para as propriedades anticonvulsivas e antioxidantes dos compostos (PhSe)2 e (PhTe)2, as quais apontam para suas propriedades neuroprotetoras neste modelo. De forma geral, a utilização dos modelos de convulsão química induzida por PTZ e 4-AP em camundongos foi um método útil na investigação das ações sobre o sistema nervoso central dos compostos (PhSe)2, (PhTe)2 e BAL. O emprego destes modelos convulsivos forneceu evidências acerca das ações convulsivas, bem como possíveis mecanismos de ação dos compostos avaliados.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Environmental contamination caused by frequent use of herbicides in agriculture has increased in last decades. The quinclorac and clomazone herbicides are widely used in agriculture, which can cause contamination to organisms, such as fish. However, it is necessary studies in order to minimize the toxic effects of these compounds on aquatic ecosystems. Micronutrients such as selenium, which is essential in the nutrition of fish, may have antioxidant functions against oxidative damage caused by herbicides. The objective of this study was to verify whether a diet supplemented with diphenyl diselenide [(PhSe)2], has a protective effect against damage induced by herbicides quinclorac and clomazone in fish species Cyprinus carpio (carp) and Rhamdia sp. (silver catfish). In the first experiment, carp were fed a diet without (PhSe)2 or a diet containing 3.0 mg/Kg of (PhSe)2 for 60 days and after were exposed to 1 mg/L of quinclorac for 192 h. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), protein carbonyl, non-protein thiols (SHNP), ascorbic acid (AA), and the activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione S-transferase (GST) were determined in liver, gills, brain and muscle of carp. The quinclorac increased TBARS levels in liver and gills, decreased NPSH levels in brain and muscle, AA in muscle, inhibited enzymes SOD in liver and GST in liver and brain. The (PhSe)2 reversed these effects by preventing the increase of TBARS in liver and gills and recovering GST activity in liver and NPSH in brain and muscle. In the second experiment, silver catfish were fed a diet without (PhSe)2 or a diet containing 3.0 mg/Kg of (PhSe)2 for 60 days and after were exposed to 1 mg/L of quinclorac for 192 h. We investigated the effect of (PhSe)2 on plasma metabolic changes, enzymes of intermediary metabolism, pro-oxidants parameters and antioxidant defense in the liver of silver catfish. The weight, length and hepatic somatic index (HSI) were also determined. Animals exposed to quinclorac showed a decrease at HSI, an increase lactate levels in plasma and in the enzymes fructose bifosfatase (FBPase), glucose-6-phosphatase (G6Pase), glycogen phosphorylase (GPase) and aspartate aminotransferase (AST) in liver. Furthermore, were observed increased of TBARS, decreased NPSH and AA levels and inhibition of SOD in liver of silver catfish. The (PhSe)2 was effective in protecting the liver of silver catfish by decreased TBARS, increasing NPSH levels, AA and the activity of SOD. However, the (PhSe)2 was not effective in recovery the effects caused by the increase of hepatic enzyme AST. In the third experiment investigated the ability of (PhSe)2 in reducing oxidative damage in the liver, gills and muscle of carp and silver catfish exposed to clomazone. Silver catfish and carp were fed with a diet without (PhSe)2 or a diet containing 3.0 mg/Kg of (PhSe)2 for 60 days and after were exposed to 1 mg/L of clomazone (192 h). At the end of the exposure period, oxidative parameters and antioxidant defenses were determined. Silver catfish exposed to clomazone showed increased TBARS in liver and muscle and protein carbonyl in liver and gills. In addition, decrease in levels of NPSH in liver and gills, AA in the liver and of enzyme glutathione peroxidase (GPx) in liver was observed. The (PhSe)2 reversed some effects caused by clomazone in silver catfish, preventing the increase in TBARS and protein carbonyl and by increasing NPSH and AA levels. Moreover, clomazone no caused apparent situation of oxidative stress in carp and thus cannot assess the role of (PhSe)2 in this species exposed to that herbicide. However, the (PhSe)2 in both species reduced per se the TBARS levels in liver and muscle, increased NPSH and AA levels and the activity of GPx in liver. Considering that exposure to herbicides is more frequent and that is the cause of several changes in fish, the results of these studies are of great importance, since the (PhSe)2 may represent an alternative to prevent or mitigate toxicity caused by herbicides in different fish species of commercial importance. / A contaminação ambiental causada pelo uso frequente de herbicidas na agricultura tem aumentado nas últimas décadas. O quinclorac e o clomazone são herbicidas amplamente utilizados na agricultura, os quais podem causar contaminação a organismos, como os peixes. Entretanto é necessário estudos no sentido de minimizar os efeitos tóxicos desses compostos em ecossistemas aquáticos. Micronutrientes como o selênio, o qual é essencial na nutrição de peixes, podem ter funções antioxidantes contra danos oxidativos causados por herbicidas. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar se uma dieta suplementada com o disseleneto de difenila [(PhSe)2], possui efeito protetor contra danos induzidos pelos herbicidas quinclorac e clomazone em peixes das espécies Cyprinus carpio (carpas) e Rhamdia sp. (jundiás). No primeiro experimento carpas foram alimentadas com uma dieta sem (PhSe)2 ou uma dieta contendo 3.0 mg/Kg de (PhSe)2 por 60 dias e após foram expostas a 1 mg/L do quinclorac por 192 horas. Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), carbonilação de proteínas, tióis não proteicos (SHNP), ácido ascórbico (AA), bem como a atividade das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa S-transferase (GST) foram determinados em fígado, brânquias, cérebro e músculo de carpas. O quinclorac aumentou os níveis de TBARS em fígado e brânquias, diminuiu os níveis de SHNP em cérebro e músculo e de AA no músculo e inibiu as enzimas SOD em fígado e GST em fígado e cérebro. O (PhSe)2 reverteu esses efeitos prevenindo o aumento do TBARS em fígado e brânquias e recuperando a atividade da GST em fígado e SHNP em cérebro e músculo. No segundo experimento jundiás foram alimentados com uma dieta sem (PhSe)2 ou uma dieta contendo 3.0 mg/Kg de (PhSe)2 por 60 dias e após expostos a 1 mg/L do quinclorac por 192 horas. Investigou-se o efeito do (PhSe)2 sobre as alterações metabólicas no plasma, enzimas do metabolismo intermediário, bem como parâmetros pró-oxidantes e de defesa antioxidante em fígado dos jundiás. O peso, comprimento e índice hepatossomático (IHS) também foram determinados. Animais expostos ao quinclorac apresentaram diminuição no IHS, aumento nos níveis de lactato em plasma e das enzimas frutose bifosfatase (FBPase), glicose 6-fosfatase (G6Pase), glicogênio fosforilase (GPase) e da asparato aminotransferase (AST) em fígado. Além disso, foram observadas aumento do TBARS, diminuição nos níveis de SHNP e AA e inibição da enzima SOD no fígado dos jundiás. O (PhSe)2 foi efetivo em proteger o tecido hepático dos jundiás por diminuir o TBARS, aumentar os níveis de SHNP, AA, e a atividade da SOD. Porém o (PhSe)2 não foi eficaz na recuperação dos efeitos causados pelo aumento da enzima hepática AST. No terceiro experimento investigou-se a capacidade do (PhSe)2 em reduzir o dano oxidativo em fígado, brânquias e músculo de carpas e jundiás expostos ao clomazone. Jundiás e carpas foram alimentados com uma dieta sem (PhSe)2 ou uma dieta contendo 3.0 mg/Kg de (PhSe)2 por 60 dias e após foram expostos a 1 mg/L do clomazone (192 horas). No final do período de exposição, parâmetros oxidativos e defesas antioxidantes foram determinados. Jundiás expostos ao clomazone apresentaram aumento do TBARS em fígado e músculo e da proteína carbonil em fígado e brânquias. Além da diminuição nos níveis de SHNP em fígado e brânquias, AA em fígado e inibição da enzima glutationa peroxidase (GPx) em fígado. O (PhSe)2 reverteu alguns efeitos causados pelo clomazone em jundiás, prevenindo o aumento do TBARS e da proteína carbonil e aumentando os níveis de SHNP e AA. Por outro lado, o clomazone não causou uma aparente situação de estresse oxidativo em carpa e assim não podemos avaliar o papel do (PhSe)2 nesta espécie exposto a esse herbicida. Porém o (PhSe)2 em ambas as espécies diminuiu per se os níveis de TBARS em fígado e músculo, aumentou os níveis de SHNP e AA e atividade da enzima GPx em fígado. Considerando-se que a exposição aos herbicidas é cada vez mais frequente e que é a causa de diversas alterações em peixes, os resultados desses trabalhos são de grande importância, uma vez que o (PhSe)2 pode representar uma alternativa para prevenir ou atenuar a toxicidade causada por herbicidas em diferentes espécies de peixes de importância comercial.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Treatment with neuroleptic drugs has been associated to side effects like tardive diskynesia and hepatic damage. In spite of the several reports of hepatotoxicity after neuroleptic administration, few data are available in the literature about these effects and the precise mechanisms by which neuroleptics induce hepatotoxicity remain unclear. In the same way, there are few studies about the effects of neuroleptics on kidney. In this way, the first aim of the present work was to assess the effects of chronic exposure to fluphenazine in liver and kidney of rats, as well as the protective effect of diphenyl diselenide on the fluphenazine-induced damage (article 1). Long-term treatment with fluphenazine caused an increase in lipid peroxidation levels in liver and kidney homogenates, a decrease in hepatic SOD activity, and an increase in hepatic CAT activity. Diphenyl diselenide was able to protect liver and kidney from lipid peroxidation, ameliorate SOD activity in liver, and prevent the increase in hepatic CAT activity. Diphenyl diselenide treatment did not affect δ-ALA-D activity, but fluphenazine and/or in combination with diphenyl diselenide showed an inhibitory effect on δ-ALA-D activity in liver and kidney. The second objective of this study was to determine whether the treatment with haloperidol (HP), valerian or both in association impairs liver or kidney functions (article 2). Valerian did not affect oxidative stress parameters in the liver or kidney of rats. HP only increased glutathione (GSH) depletion in liver, but not in kidney. However, when HP was associated with valerian, an increase in lipid peroxidation levels and reactive species production was observed in the hepatic tissue. HP and valerian when administered independently did not affect the activity of hepatic and renal δ-ALA-D, however, these drugs administered concomitantly provoked an inhibition of hepatic δ-ALA-D activity. Serum aspartate aminotransferase (AST) activity was not altered by any treatment. However, serum alanine aminotransferase (ALT) activity was higher in the HP group and HP plus valerian group. Taken together, these results indicate the relationship between the treatment with flufenazine and the oxidative stress, and also point to the protective role of diphenyl diselenide on the oxidative damage induced by fluphenazine in liver. Our data also suggest adverse interactions between haloperidol and valerian treatments causing hepatic damage related to oxidative stress. / O tratamento com drogas neurolépticas tem sido associado a efeitos colaterais como a discinesia tardia (DT) e o dano hepático. Apesar dos inúmeros casos de hepatotoxicidade após a administração de neurolépticos, são escassos os dados na literatura a respeito desses efeitos e o mecanismo exato pelo qual neurolépticos induzem hepatotoxicidade permanece incerto. Da mesma forma, existem poucos estudos relatando os efeitos dos neurolépticos sobre o rim. Dessa forma, o primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da exposição crônica à flufenazina em fígado e rim de ratos bem como o efeito protetor do disseleneto de difenila sobre o dano induzido por flufenazina (artigo 1). O tratamento prolongado com flufenazina causou um aumento na peroxidação lipídica no fígado e no rim, uma diminuição na atividade da SOD hepática, e um aumento na atividade da CAT hepática. O disseleneto de difenila foi capaz de proteger o fígado e o rim da peroxidação lipídica, melhorou a atividade da SOD no fígado, e preveniu o aumento na atividade da CAT no fígado. O tratamento com disseleneto de difenila não afetou a atividade da δ-ALA-D, mas a flufenazina e/ou em combinação com disseleneto de difenila demonstrou ter efeito inibitório sobre a atividade da δ-ALA-D no fígado e no rim. O segundo objetivo deste estudo foi determinar se o tratamento com haloperidol (HP), valeriana ou a associação de ambas as drogas pode alterar as funções hepáticas e renais (artigo 2). A valeriana não afetou nenhum parâmetro de estresse oxidativo no fígado e no rim dos ratos. O HP apenas aumentou a depleção de glutationa (GSH) no fígado, mas não no rim. Entretanto, quando o HP foi associado com a valeriana, um aumento na peroxidação lipídica e produção de espécies reativas foram observados no tecido hepático. HP e valeriana quando administrados independentemente não afetaram a atividade da δ-ALA-D hepática e renal, contudo, quando estas drogas foram administradas concomitantemente provocaram uma inibição da atividade da δ-ALA-D hepática. A atividade da aspartato aminotransferase (AST) do soro não foi alterada por nenhum dos tratamentos. No entanto, a atividade da alanina aminotransferase (ALT) do soro estava aumentada nos grupos tratados com HP e HP mais flufenazina. Juntos estes resultados indicam uma relação entre o tratamento com flufenazina e o estresse oxidativo, e também apontam para o papel protetor do disseleneto de difenila no dano oxidativo induzido por flufenazina no fígado. Nossos dados também sugerem interações adversas no tratamento com haloperidol e valeriana, ocasionando dano hepático associado ao estresse oxidativo.