Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Metabolic syndrome (MetS) is characterized by the presence of set cardiovascular risk factors such as hypertension, hyperglycemia, dyslipidemia and abdominal obesity. This pathology has been widely discussed due to the impact of cardiovascular disease (CVD), has been a concern for public health. In addition to the classic risk factors of this syndrome, has been indicated the presence of a low-grade chronic inflammation in their patients, which is considered a key point in the development of atherosclerosis and CVD. Some inflammatory markers has been used in order to diagnose cardiovascular asymptomatic patients at risk, as the levels of C-reactive protein (CRP) and uric acid and the activity of myeloperoxidase enzyme (MPO). In addition, studies have shown close relation of the purinergic and cholinergic systems in control of the inflammatory process. The ATP molecule has been considered a pro-inflammatory, while adenosine, which is the end product of ATP hydrolysis, appears to play protective action and anti-inflammatory. Acetylcholine (ACh), in turn, performs anti-inflammatory functions to inhibit secretion of cytokines by immune cells. In this context, the objective of this study was to investigate in serum and lymphocytes of 20 patients with MetS, the activity of the enzymes nucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDase), ectonucleotídeo pyrophosphatase / phosphodiesterases (E-NPP), adenosine deaminase (ADA), which control ATP and adenosine extracellular levels, and to analyze the activity of acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BuChE) enzymes, which control the extracellular ACh level in order to effect the purinergic and cholinergic systems in patients with inflammatory action MetS. The results showed a decreased activity of the enzymes NTPDase and ADA in lymphocytes from patients with MetS. Moreover, we observed an increase in activity of the E-NPP and ADA in the serum of these patients. In addition, an increase in activity of both cholinesterase AChE and BuChE was observed in lymphocytes and serum, respectively. Finally, patients with MetS showed higher levels of CRP and uric acid as well as increased activity of MPO. Thus, the present results show the presence of an inflammatory state in patients with MetS by both the increase in inflammatory markers classics, and by immunomodulation triggered by purinergic and cholinergic systems. The lower activity of NTPDase in lymphocytes results in increased availability of extracellular ATP to stimulate inflammation and to influence the activity of other enzymes purinergic. Likewise, the high cholinesterase activities results in decreased availability of ACh extracellular, reducing the anti-inflammatory cholinergic effect. Thus, one may indicate that the purinergic and cholinergic systems have important effects in modulating the inflammatory process present in MetS, and the parameters mentioned in this research can useful in clinical medicine, to monitor the disease. / A Síndrome Metabólica (SMet) caracteriza-se pela presença de um conjunto de fatores de risco cardiovasculares, como hipertensão, hiperglicemia, dislipidemia e obesidade abdominal. Essa patologia tem sido amplamente discutida em virtude do impacto das doenças cardiovasculares (DCVs), já sendo uma preocupação em termos de saúde pública. Além dos fatores de riscos clássicos dessa síndrome, indica-se a presença de uma inflamação crônica de baixo grau nos seus portadores, a qual é considerada ponto chave no desenvolvimento de aterosclerose e de DCVs. Alguns marcadores inflamatórios têm sido utilizados com o intuito de diagnosticar pacientes assintomáticos sob risco cardiovascular, como os níveis de proteína C-reativa (PCR) e de ácido úrico, bem como a atividade da enzima mieloperoxidase (MPO). Além disso, pesquisas têm demonstrado estreita relação dos sistemas purinérgico e colinérgico com o controle do processo inflamatório. O ATP tem sido considerado uma molécula pró-inflamatória, enquanto que a adenosina, produto final da hidrólise do ATP, parece desempenhar ações protetoras e anti-inflamatórias. A acetilcolina (ACh), por sua vez, desempenha funções anti-inflamatórias por inibir a secreção de citocinas pelas células imunes. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi verificar, em soro e linfócitos de 20 pacientes com SMet, a atividade das enzimas nucleotídeo trifosfato difosfoidrolase (NTPDase), ectonucleotídeo pirofosfatase/fosfodiesterases (E-NPP), adenosina desaminase (ADA), as quais controlam os níveis de ATP e adenosina extracelulares, assim como analisar a atividade das enzimas acetilcolinesterase (AChE) e butirilcolinesterase (BuChE), as quais controlam o nível extracelular de ACh, tendo em vista o efeito dos sistemas purinérgico e colinérgico nas ações inflamatórias dos pacientes com SMet. Os resultados obtidos demonstraram uma diminuição da atividade das enzimas NTPDase e ADA em linfócitos de pacientes com SMet. Por outro lado, observou-se um aumento na atividade da E-NPP e ADA em soro desses pacientes. Em adição, um aumento na atividade de ambas as colinesterases AChE e BuChE foi observado em linfócitos e soro , respectivamente. Além disso, os pacientes com SMet apresentaram níveis maiores de PCR e ácido úrico, bem como maior atividade da enzima MPO. Com isso, os resultados deste trabalho evidenciam a presença de um estado inflamatório nos pacientes com SMet tanto pelo aumento dos marcadores inflamatórios clássicos, quanto pela imunomodulação desencadeada pelos sistemas purinérgico e colinérgico. A menor atividade da NTPDase em linfócitos resulta em maior disponibilidade de ATP extracelular para estimular a inflamação, influenciando a atividade das demais enzimas purinérgicas. Da mesma forma, uma maior atividade das colinesterases resulta em menor disponibilidade de ACh extracelular, diminuindo o efeito colinérgico anti-inflamatório. Dessa forma, pode-se indicar que os sistemas purinérgico e colinérgico apresentam importantes efeitos na modulação do processo inflamatório presente na SMet, podendo ser úteis na clínica médica e no monitoramento da patologia.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cadmium (Cd) is one of the most toxic metals in relation to environmental contamination and human poisoning. This metal has a long biological half-life (10-30 years) and prolonged exposure to Cd has been associated with toxic effects on many organs as kidneys, liver, lungs, bone, including the brain, probably due to generation of stress oxidative. In this context, it is known that the polyphenol curcumin, natural compound derived from Curcuma longa, exerce several therapeutic functions, highlighting the great antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective potential. Thus, this work aims to evaluate the behavioral and memory parameters, the activity of acetylcholinesterase and ectonzimas, as well as lipid peroxidation in rats intoxicated by Cd and to determine the possible protective effect of curcumin. For this, we used 120 male Wistar rats, that received CdCl2.H2O as cadmium (Cd; 1 mg/kg) and/or curcumin (Curc, 30, 60 or 90 mg/kg) five times a week during 3 months. The animals were randomly divided into 8 groups (n = 15): (1) Saline/oil (2) Saline/Curc 30 (3) Saline/Curc 60, (4) Saline/Curc 90 (5) Cd/oil (6) Cd/Curc 30 (7) Cd/Curc 60 and (8) Cd/Curc 90. The results showed an increase in the levels of lipid peroxidation and in the AChE activity in different cerebral structures. The Cd was also increase the AChE and NTPDase (ATP and ADP as substrate) and decrease the 5 -nucleotidase activity from cerebral cortex synaptosomes. These Cd effects on central nervous system may be associated with memory deficits, evidenced by decreasing in step-down latency in the inhibitory avoidance test. Moreover, Cd also increased peripheral AChE activity of AChE (whole blood and lymphocytes) which can be associated with a pro-inflammatory state in these animals. However, Curc was effective in reducing the harmful effects of Cd decreasing lipid peroxidation and preventing increased AChE and NTPDase activities, thereby improving neurotransmission and cognitives processes, suggesting that this natural compound may be considered, after further study, an important ally in therapies against poisoning by this metal. / O cádmio (Cd) é um dos metais mais tóxicos tanto em nível de intoxicação humana quanto de contaminação ambiental. Pelo fato desse metal possuir uma longa meia-vida biológica (10-30 anos), a exposição prolongada a ele tem sido associada a efeitos danosos em muitos órgãos como rins, fígado, pulmões, ossos, e inclusive o cérebro, provavelmente devido à geração de estresse oxidativo. Neste contexto, sabe-se que o polifenol curcumina, composto natural obtido a partir de Curcuma longa, exerce diversas funções terapêuticas, destacando-se o grande potencial antioxidante, anti-inflamatório e neuroprotetor. Sendo assim, este trabalho visou avaliar os parâmetros comportamentais e de memória, a atividade das ectoenzimas e acetilcolinesterase, bem com a peroxidação lipídica em ratos intoxicados por Cd e o possível efeito protetor da curcumina. Para tanto, foram utilizados 120 ratos Wistar machos, que receberam cádmio na forma CdCl2.H2O (Cd; 1 mg/kg) e/ou curcumina (Curc; 30, 60 ou 90 mg/kg) cinco vezes por semana durante 3 meses. Os animais foram divididos ao acaso em 8 grupos (n=15): (1) Salina/óleo, (2) Salina/Curc 30, (3) Salina/Curc 60, (4) Salina/Curc 90, (5) Cd/óleo, (6) Cd/Curc 30, (7) Cd/Curc 60 e (8) Cd/Curc 90. Os resultados demonstraram um aumento nos níveis de peroxidação lipídica e na atividade da enzima AChE em diferentes estruturas encefálicas. A intoxicação por Cd também aumentou a atividade das enzimas AChE e NTPDase (substratos ATP e ADP) e diminuiu a atividade da enzima 5 -nucleotidade em sinaptossomas de córtex cerebral. Esses efeitos do Cd no sistema nervoso central podem estar associados ao déficit de memória, evidenciado através da diminuição do tempo de latência no teste de esquiva inibitória. Além disso, o Cd também aumentou a atividade da enzima AChE periférica (sangue total e linfócitos) o que pode estar relacionado com um estado pró-inflamatório nesses animais. No entanto, a Curc foi eficaz em reduzir os efeitos danosos do Cd, diminuindo a peroxidação lipídica nas estruturas cerebrais, prevenindo o aumento da atividade da AChE e da NTPDase, melhorando, assim, a neurotransmissão e os processos cognitivos, sugerindo que este composto natural possa ser considerado após estudos adicionais um importante aliado em terapias contra a intoxicação por esse metal.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Phenolic compouds and their derivatives constitute a leading family of natural compounds. Caffeic acid (CA) and caffeic acid phenethyl ester (CAPE) are the important members of phenolic compound, sharing several biological applications; antioxidant, neuroprotective, anti-inflammatory, antiproliferative, antibacterial, antiviral, antiatherosclerotic and anticancer properties. In spite of these, literature reportes some of its pro-oxidants activity depending on cellular environment. These pathophysiolocal properties increased the interest to evaluate the effect of CA and CAPE on the enzyme evolved in the purines salvage and the acetylcholine hydrolyzing enzyme the acetylcholineterase (AChE); in both PNS and CNS, since the essential constituent of our dietary items. Previously, our research group has reported that phenolic compound altered the activities of these enzymes. The AChE rapidly hydrolyzes the acetylcholine in neuronal and non neuronal tissues, mediating several neurodegenerative diseases. Beside the ACh, ATP (as co-neurotramittors) and adenosine are important signaling molecules, communicating cells in both PNS and CNS. In the extracellular signalling pathways; the adenine nucleotides, their derivative and the coupling of these molecules with specific receptor have a crucial role in nervous, vascular and immune systems. Once released, these molecules are hydrolyzed by a cascade of enzymes including ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase (NTPDase; E.C. 3.6.1.5, CD39), 5 -nucleotidase (E.C 3.1.3.5, CD73), ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase (E-NPP), modulating crucially the signaling pathways in the normal functioning of nervous, vascular and immune systems. Next, adenosine deaminase (ADA) and xanthin oxidase (XO) degrade the adenosine and xanthine respectively which further control the functioning mechanisms in cellular events. Found in the neuronal and non neuronal (in both PNS and CNS) the AChE, NTPDase, 5'-nucleotidase, E-NPP, and ADA regulate several events including neurotransmission, inflammation, and thrombogenic process. We hypothesized to evaluate first the in vitro effects of CA on AChE activity in peripheral and central cholinergic system of rats. The results showed that CA significantly modulated the cholinergic system in vitro. By modulating the cholinergic system in vitro, apparently CA (e.g. phenolic structure) has proper role in neurotransmission. Therefore we hypothesizes to evaluate the in vivo effects of CA on AChE, NTPDase, E-NPP, 5'-nucleotidase, platelets aggregation and (ADA) in different tissues/cell from rats. The animals were treated during 30 days and killed after behavioral test. The results showed that caffeic acid increased significantly the AChE activity in hippocampus, hyphothalmus, pon and lymphocytes while that in cortex, cerebellum and striatum the AChE was inhibited. CA improves step-down latencies in the inhibitory avoidance. Investigating the in vivo effects of CA in purinergic system, caffecid acid increased the ATP and AMP hydrolysis in synaptosomes. However, in the synaptosomes no alterations were observed in the ADA activity in the groups evaluated in this study. CA increased the ATP and AMP hydrolysis, while the ADP hydrolysis was decreased in platelets. In the present findings caffeic acid decreased the platelets aggregation induced by ADP agonist. Treatment with CA also increased the NTPDase and ADA activities in lymphocytes of rats. Considering the dual function of caffeic acid in vitro and in vivo, the present study was extended to CAPE followed by acute treatment model (ip) in order to elucidate the effect of another phenolic structure on the same parameters. In this line the animals were treated (ip) with CAPE and killed after 40 minutes. In platelets, the results showed that the effect of CAPE increased the NTPDase, E-NPP, 5 -nucleotidase activities, while ADA activities did not change significantly. In synaptosomes CAPE significantly inhibited the NTPDase, and 5 -nucleotidase activity. CAPE induced no significant changes in ADA in synaptosomes but reduced XO in whole brain. Finaly we investigated the activity of AChE in cortex, cerebellum, striatum, hippocampus, hyphotalamus, pon, lymphocytes and muscules of rats treated with CAPE. The results showed that CAPE significantly decreased the AChE activity in cortex cerebellum and striatum. CAPE significantly increased the AChE activity in hippocampus hypothalamus, pons, muscle and lymphocytes. In cholinergic system our results clearly demonstrating that both compound with dual functions.These findings demonstrated that the AChE activities and the cascade of ecto-enzymes was alter in different tissues after treatment with CA and CAPE in rats, suggesting that these compound should be considered a potentially therapeutic agent in immune, vascular and neurological disorders related with the cholinergic purinergic system. / Os compostos fenólicos e seus derivados constituem uma importante família de compostos naturais. O ácido cafeico (AC) e o éster fenetil do ácido cafeico (CAPE) são membros importantes dessa família e compartilham algumas aplicações biológicas, tais como: antioxidante, neuroprotetor, antiinflamatório, antiproliferativo, antibacteriano, antiviral, antiaterosclerótico e anticancerígeno. Entretanto, a literatura relata algumas atividades pró-oxidantes, dependendo do ambiente celular. Devido a estas propriedades patofisiológicas, aumentou o interesse com o objetivo de avaliar o efeito de CA e CAPE sob as atividades das enzimas purinérgicas e da acetilcolinesterase (AChE), tanto no Sistema Nervoso Periférico (SNP) como no Sistema Nervoso Central (SNC). Previamente, nosso grupo de pesquisa relatou que o composto fenólico tem a capacidade de alterar as atividades dessas enzimas. A AChE rapidamente hidrolisa a acetilcolina (ACh) em tecidos neuronais e não neuronais, mediando algumas doenças neurodegenerativas. Ao lado da ACh, o ATP (como coneurotransmissor) e adenosina são importantes moléculas sinalizadoras, comunicando as células em ambos os SNP e do SNC. Nas vias de sinalização extracelulares, os nucleotídeos de adenina e seus derivados podem ser acoplados a receptores específicos e desse modo ter um papel crucial no sistema nervoso, sistema vascular e imune. Uma vez liberadas, estas moléculas são hidrolisadas por uma cascata de enzimas incluindo a ectonucleosídeo trifosfato difosfoidrolase (NTPDase; EC 3.6.1.5, CD39), 5'- nucleotidase (EC 3.1.3.5, CD73), ectonucleotideo pirofosfatase/fosfodiesterase (E-NPP), modulando definitivamente as vias de sinalização do funcionamento normal do sistema nervoso, sistema vascular e imune. Além disso, a adenosina deaminase (ADA) e a xantina oxidase (XO) degradam a adenosina e a xantina, respectivamente, as quais controlam o funcionamento de mecanismos em eventos celulares. As enzimas encontradas em tecidos neuronais e não neuronais como a AChE, a NTPDase, a 5'-nucleotidase, a E-NPP e a ADA regulam eventos celulares incluindo a neurotransmissão, inflamação e processos trombogênicos. Com essas informações, nós introduzimos a hipótese de avaliar primeiramente os efeitos in vitro de CA na atividade da AChE periférica e no sistema central colinérgico de ratos. Os resultados demonstraram que o CA modula significativamente o sistema colinérgico no estudo in vitro. Essa modulação demonstra aparentemente que o CA (estrutura fenólica) possui propriedades de ação que altera a neurotransmissão. Portanto, a hipótese de se avaliar os efeitos in vivo de CA na atividade da AChE, NTPDase, E-NPP, 5'-nucleotidase, ADA e da agregação de plaquetas em diferentes tecidos de ratos tornou-se evidente. Para esse estudo, os animais foram tratados durante 30 dias e sacrificados após o teste comportamental. Os resultados do experimento demonstraram que o CA aumentou significativamente a atividade da AChE em hipocampo, hipotálamo, ponte e nos linfócitos, enquanto que no córtex cerebral, cerebelo e estriado a AChE foi inibida. No teste comportamental o CA teve evolução de melhora na latência de passos da esquiva inibitória. A investigação dos efeitos in vivo do CA no sistema purinérgico demonstrou aumento na hidrólise de ATP e AMP em sinaptossomas. Entretanto, não foram observadas alterações significativas na atividade da ADA em sinaptossomas dos grupos avaliados neste estudo. Em plaquetas, o CA aumentou significativamente a hidrólise de ATP e AMP, enquanto que a hidrólise de ADP foi diminuída nesse tecido. No presente estudo o CA reduziu significativamente a agregação de plaquetas induzida pelo agonista ADP. Além disso, o tratamento com CA aumentou significativamente as atividades da NTPDase e da ADA em linfócitos de ratos. Considerando a dupla função de CA, in vitro e in vivo, o presente estudo foi estendido para CAPE seguindo o modelo de tratamento agudo pela via intraperitoneal (ip) com o objetivo de elucidar o efeito de uma segunda estrutura fenólica sobre os mesmos parâmetros. Nesta linha de pesquisa, os animais foram tratados ip com CAPE e eutanasiados após 40 minutos. Em plaquetas, os resultados demonstraram que o CAPE aumentou significativamente a atividade da NTPDase, E-NPP e 5'-nucleotidase, enquanto que a atividade da ADA não foi alterada significativamente. Em sinaptossomas, o CAPE inibiu significativamente a atividade da NTPDase e da 5'-nucleotidase. O CAPE não induziu alterações significativas na atividade da ADA em sinaptossomas, mas reduziu significativamente a atividade da XO em todo o cérebro. Finalmente, nós investigamos a atividade da AChE no córtex cerebral, cerebelo, estriado, hipocampo, hipotálamo, ponte, linfócitos e músculos de ratos tratados com CAPE. Os resultados demonstraram que CAPE diminuiu significativamente a atividade da AChE em córtex cerebral, cerebelo e estriado. O CAPE aumentou significativamente a atividade da AChE em hipotálamo, hipocampo, ponte, músculo e linfócitos. No sistema colinérgico, nossos resultados demonstram claramente que ambos os compostos possuem dupla função. Estes resultados demonstram que as atividades da AChE e da cascata das ecto-enzimas foram alteradas em diferentes tecidos após o tratamento com CA ou CAPE em ratos, sugerindo que estes compostos devem ser considerados agentes com potencial terapêutico em doenças imunes, vasculares e neurológicas relacionadas com o sistema colinérgico e purinérgico.