As espécies reativas de oxigênio são capazes de influenciar a secreção de insulina, porém ainda não está clara a influência da glicose, principal secretagogo deste hormônio, sobre a homeostase redox das células beta pancreáticas. Incubações por 1 e 48 horas com diferentes concentrações de glicose (2,8; 5,6; 8,3; 11,1; 16,7 e 20 mM) demonstraram que esta é capaz de alterar não só o conteúdo de superóxido, produzido pela mitocôndria e NADPH oxidase, mas também o sistema antioxidante, alterando a concentração de GSH e a expressão das enzimas antioxidantes. Além disso, aumenta a interação Rac1/Sod1, que mantém a NADPH oxidase ativa. Porém, não apresenta endossomas de sinalização redox, os redoxossomas, em resposta a glicose. Estas alterações podem afetar eventos chave para este tecido endócrino, como a secreção de insulina e a morte celular. / ROS production in pancreatic beta cells has been associated with the insulin secretion process but the mechanism by which glucose affects the redox state in these cells remains unknown. In order to address this issue, we evaluated the effect of 1 or 48 hours incubation of pancreatic beta cells with various glucose concentrations (2.8, 5.6, 8.3, 11.1, 16.7 and 20 mM). Glucose loading induced superoxide production by mitochondria and NADPH oxidase complex, and enhanced the antioxidant capacity by increasing GSH content and modulate expression of antioxidant enzymes. Glucose also promoted Rac1/Sod1 interaction that maintains NADPH oxidase activated. These cells however did not present redox endosomes, the redoxosomes, in response to glucose loading. These effects might be associated with the process of insulin secretion and pancreatic beta cell death.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da suplementação de vitamina C nos biomarcadores de estresse oxidativo induzido por exercício físico exaustivo. A amostra foi composta por 13 indivíduos do sexo masculino, fisicamente ativos, com idades entre 18 e 33 anos, IMC médio 23,65 ± 3,5 kg/m² e VO2max de 50,94 ± 5,2 ml.kg-1.min-1. Estes indivíduos foram submetidos a um protocolo de exercício exaustivo (40 minutos de corrida a 70-75% do VO2max, e aumento da velocidade para 90% do VO2max até a exaustão), randomizados duplo cego em duas fases (placebo X vitamina C). Na fase vitamina C eles ingeriram 500 mg de vitamina C por dia, durante 7 dias, antes do protocolo exaustivo, e na fase placebo eles ingeriram por sete dias placebo antes do mesmo protocolo. Foram coletadas amostras de sangue antes do exercício, logo após, 1h, 2h, 4h e 24h após para determinação dos biomarcadores de estresse oxidativo. As duas fases foram homogêneas, os indivíduos apresentaram consumo alimentar similar e não houve diferença na duração e intensidade do exercício. Os resultados mostram que o uso de suplemento de vitamina C favoreceu maiores níveis séricos de ácido ascórbico em relação ao placebo logo depois do exercício até 4 horas após, e por isso poupou a eliminação dos outros antioxidantes, -tocoferol e retinol, que estavam em menores concentrações séricas até 2 horas após o exercício, e do GSH, que se manteve em menores concentrações até 24 horas após. Enquanto com uso de placebo, já que os níveis de ácido ascórbico eram menores, houve uma maior liberação destes outros antioxidantes, e o -tocoferol e retinol começaram a ser consumidos 1 hora após o exercício, para combater os radicais livres formados, até 24 horas após. Apesar da CAT não ser alterada nem pela suplementação nem pelo exercício exaustivo, o FRAP foi maior na fase vitamina C e se manteve estável nas 24h após o exercício. O ácido úrico não apresentou diferença significativa, e seu uso foi poupado por outros antioxidantes séricos nas duas intervenções. Nas duas fases os indivíduos conseguiram combater os radicais livres formados pelo exercício exaustivo, já que os marcadores de peroxidação lipídica (MDA, TBARS e FOX) não aumentaram após o exercício em nenhuma das intervenções, não houve aumento de oxidação protéica (AOPP e PC). Os marcadores de lesão hepática (TGO), lesão muscular (CK) e tecidual (LDH) se comportaram de maneira igual com ou sem uso de vitamina C. As vantagens do uso adicional de vitamina C são: a maior proteção antioxidante desde o ínicio do exercício, já que apresenta maiores concentrações séricas de vitamina C e de FRAP, o menor grau de peroxidação lipídica, avaliado pelo MDA, o menor grau de oxidação protéica, avaliado pelas PC e a menor dependência do GSH como antioxidante endógeno. Sendo assim, uso de uma dose modesta de vitamina C, por um curto período de tempo, foi capaz de auxiliar na proteção antioxidante, sem nenhum efeito danoso aos indivíduos. / The objective of this study was to evaluate the effects of vitamin C supplementation on oxidative stress biomarkers induced by exhaustive exercise. The sample consisted of 13 males, physically active, aged 18 to 33 years, mean BMI 23.65 ± 3.5 kg/m² and 50.94 ± 5.2 VO2max ml.kg-1. min-1. These individuals were subjected to an exhaustive exercise protocol (40 minutes of running at 70-75% of VO2max, and increased speed to 90% VO2max until exhaustion), randomized double-blind in 2 phases (placebo X vitamin C). In vitamin C phase they ingested 500 mg vitamin C per day for 7 days before exhausting protocol and the placebo phase, they ingested placebo for 7 days prior to the same protocol. Blood samples were taken before exercise, immediately after, 1h, 2h, 4h and 24h after for determination of biomarkers of oxidative stress. The two phases were homogeneous, the subjects had similar food consumption and no difference in the duration and intensity of exercise. The results show that the use of vitamin C supplement favored higher serum levels of ascorbic acid relative to placebo soon after exercise to 4 hours after, and therefore spared the elimination of other antioxidants, -tocopherol and retinol, which were lower serum concentrations up to 2 hours after exercise, and GSH, which remained at lower levels within 24 hours. As with the use of placebo, as the ascorbic acid levels were lower, there was a greater release of these other antioxidants, and -tocopherol and retinol began to be consumed in 1 hour of exercise to combat free radicals formed by 24 hours. Despite the CAT not be altered or by supplementation or by exhaustive exercise, the FRAP was higher in vitamin C phase and remained stable in the 24 hours after exercise. Uric acid showed no significant difference, and its use has been spared by other serum antioxidants in 2 interventions. In 2 phases individuals able combat free radicals formed by exhaustive exercise, since the lipid peroxidation markers (MDA, TBARS and FOX) did not increase after exercise in any of the interventions, there was no increase in protein oxidation (AOPP and PC) . The markers of liver injury (AST), muscle damage (CK) and tissue (LDH) behaved equally with or without use of vitamin C. The advantages of the additional use of vitamin C are: the highest antioxidant protection since the beginning of exercise, since it has higher serum concentrations of vitamin C and FRAP, the lowest degree of lipid peroxidation, measured by MDA, the lowest level of protein oxidation, rated by PC and less dependent on GSH as an endogenous antioxidant. Thus, use of a modest dose of vitamin C, for a short period of time, was able to assist in antioxidant protection, with no harmful effect on individuals.

The growth parameters, biochemical, and blood oxidative stress were evaluated in juvenile jundiás fed different levels of vitamin E (0, 200, 300 and 400 mg kg-1 in diet) after 60 days. At the end of the experiment, we observed improvements in growth variables: total length, standard, specific growth rate and condition factor, with the addition of vitamin E in the diet. The erythrocyte count was higher in diets containing vitamin E. The level of 400 mg kg-1 of vitamin E, decreased plasma triglyceride content and increased resistance of erythrocytes. Doses of 300 and 400 mg kg-1, reduced oxidative stress as oxidative biomarkers evaluated in the brain, liver, gills and muscle substances which thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), lipid hydroperoxides (LOOH), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione-S- transferase (GST) and the content of non-protein thiol groups (NPSH). Doses of vitamin E in the diet of juvenile catfishes above 300 mg kg-1 promotes improvements in growth parameters , and blood antioxidant system . / Os parâmetros de crescimento, bioquímicos, sanguíneos e de estresse oxidativo foram avaliados em juvenis de jundiás alimentados com diferentes níveis de vitamina E (0, 200, 300 e 400 mg kg-1 na dieta) após 60 dias. Ao final do experimento, observaram-se melhoras nas variáveis de crescimento: comprimento total, padrão, taxa de crescimento específico e fator de condição, com a adição de vitamina E na ração. A contagem de eritrócitos foi maior nas dietas contendo vitamina E. O nível 400 mg kg-1 de vitamina E, diminuiu o teor de triglicerídeos plasmáticos e aumentou a resistência dos eritrócitos. As doses de 300 e 400 mg kg-1, reduziram o estresse oxidativo conforme os biomarcadores oxidativos, avaliados no encéfalo, fígado, brânquias e músculo: substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), hidroperóxidos lipídicos (LOOH), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa-S-transferase (GST) e o conteúdo dos grupos tióis não proteicos (NPSH). Doses de vitamina E na dieta de juvenis de jundiás acima de 300 mg kg-1 promovem melhoras nos parâmetros de crescimento, sanguíneos e do sistema antioxidante.

Com base na relevância das doenças cardiovasculares para a saúde pública mundial, buscamos entender as associações entre o metabolismo da homocisteína (Hcy) e este sistema, o estresse oxidativo (EO) e a possível influência da modulação do sistema nervoso simpático (SNS) sobre esta associação. Além disso, testamos o efeito da vitamina B6 sobre a função cardíaca e o EO. Para isso foram realizados dois experimentos: no primeiro testamos dois modelos de hiper-homocisteinemia (Hhe): o tratamento com metionina e homocisteína tiolactona em dois diferentes protocolos experimentais. No primeiro protocolo foram avaliados parâmetros morfofuncionais cardíacos e associações com o balanço redox no miocárdio. Já no segundo protocolo foi avaliada a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) e da pressão arterial sistólica (VPAS) e suas associações com o estresse oxidativo (EO) nos eritrócitos. Como resultados, observamos que os dois tratamentos resultam em igual aumento na concentração plasmática de Hcy, piora na função cardíaca e aumento no EO cardíaco. Além disso, foram encontradas fortes correlações entre as variáveis que sugerem piora da função cardíaca e desbalanço redox. O segundo protocolo demonstrou redução da VFC, com aumento do componente de baixa frequência (BF), associado ao SNS, e redução da modulação do sistema nervoso parasimpático ou de alta freqüência (AF), em valores normalizados. Quanto à VPAS foi demonstrado um aumento somente no componente de AF em ambos os tratamentos. Comparados ao grupo controle, a sensibilidade barorreflexa estava reduzida nos dois tratamentos (MET e HcyT), provavelmente devido ao aumento da modulação simpática vascular. Foi observado também um aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) nos eritrócitos e redução na concentração das carbonilas. Esses resultados sugerem alteração no controle autonômico em favor da modulação simpática cardíaca e vascular, com piora na sensibilidade barorreflexa após o tratamento com HcyT. Além disso, estão associadas a uma maior mobilização das defesas enzimáticas resultando em redução do dano oxidativo. O segundo experimento consistiu do estabelecimento da Hhe após tratamento com HcyT, seguido por adição de vitamina B6 a água de beber como proposta terapêutica. Neste experimento avaliamos a concentração de Hcy e cisteína, parâmetros morfofuncionais cardíacos, atividade das enzimas antioxidantes sistêmicas, a concentração cardíaca de peróxido de hidrogênio (H2O2), imunoconteúdo da glutationa S-transferase (GST) e do fator de transcrição nuclear (Nrf2). O tratamento com vitamina B6 demonstrou redução na Hcy plasmática. Por outro lado, o tratamento com HcyT e vitamina B6 provocou aumento significativo da espessura da parede posterior cardíaca e da massa do ventrículo, todos corrigidos pelo peso corporal. Esses resultados sugerem uma hipertrofia ventricular compensatória. Além disso, o mesmo tratamento melhorou a função global miocárdica e a fração de ejeção. A atividade da SOD e CAT nos eritrócitos estava diminuída após o tratamento com vitamina B6, o que pode ocorrer devido às propriedades antioxidantes conhecidas da vitamina. Tanto a GST, quanto o Nrf2 apresentam aumento após o tratamento com HcyT, o que pode ser uma resposta adaptativa ao aumento de cisteína. O mesmo aumento foi observado no H2O2 após o tratamento com HcyT, sugerindo sinalização para o aumento do EO. A vitamina B6 possui propriedades que lhe conferem ação antioxidante, o que pode estar auxiliando no seu papel protetor no miocárdio e na condição de Hhe. Com esse trabalho, sugere-se que a Hhe seja vista de uma forma mais ampla que o simples aumento da Hcy no plasma, pois o seu metabolismo no organismo pode ter efeitos tóxicos, com repercussão na função cardíaca e modulação do SNS associados ao EO. Além disso, a vitamina B6 pode ser avaliada com proposta terapêutica isolada, pois atua reduzindo a concentração de Hcy e beneficiando o equilíbrio redox. / Based on the relevance of cardiovascular diseases to public health worldwide, we seek to understand its association to the homocysteine (Hcy) metabolism, the oxidative stress (OS) and the possible influence of the sympathetic nervous system (SNS) modulation. In addition, we tested the effect of vitamin B6 on cardiac function and OS. For this purpose two experiments were conducted: in the first experiment we tested two different hiperhomocysteinemia experimental models: methionine and homocysteine thiolactone, this experiment was divided into two protocols. At the first protocol to evaluate morpho-functional cardiac and associations to redox balance in the heart. Already at the other protocol was studied heart rate variability (HRV) and blood pressure (VPAS), and their associations with OS. The first experiment showed the effect of methionine (MET) and homocysteine thiolactone (HcyT) treatment on cardiac function and their associations with the OS. We found that both treatments result in equal increases in plasma Hcy, poor cardiac function and increase in cardiac OE. Furthermore, we found strong correlation between the variables that suggest worsening of cardiac function and increase in the OE. The toxicity of the thiolactone metabolite is known mainly in the nervous system, and the proposed mechanism for their deleterious effects on cardiac function is probably associated with a higher OE. The second protocol showed that HRV was reduced probably due to the increase in lowfrequency (LF), associated with the SNS, and a reduction in parasympathetic nervous system modulation or high-frequency (HF), in normalized values. The systolic blood pressure variability was demonstrated due to an increase in the HF component. Compared to the control group, baroreflex sensitivity was reduced in both treatments (MET and HcyT), probably due to the increase in sympathetic modulation. We also observed an increase in superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activity in erythrocytes, and also a reduced carbonyl concentration. These results suggest changes in cardiovascular autonomic control in favor to sympathetic modulation, with worsening in baroreflex sensitivity after HcyT treatment. They are also associated with greater enzymatic defenses mobilization resulting in reduced oxidative damage. The second experiment aim was study the effects of B6 treatment after Hhe, and we evaluated the Hcy and cysteine plasma concentration, the morphofunctional cardiac transcription factor of the antioxidant enzymes (Nrf2), glutathione S-transferase (GST), the hydrogen peroxide (H2O2) cardiac concentration and the enzymatic antioxidant activity. Vitamin B6 treatment reduced plasma homocysteine concentration. Furthermore, vitamin B6 and HcyT treatment caused a significant increase in posterior wall thickness and cardiac ventricular mass, all adjusted to body weight. These results suggest a compensatory ventricular hypertrophy. Moreover, the same treatment improved global myocardial function and ejection fraction. Both, Nrf2 and GST, have increased after HcyT treatment, which may be an adaptive response to increased cysteine. The same increase was observed in H2O2 after HcyT treatment, suggesting an increase in the OE. These results are confirmed by the increased SOD and CAT activity in erythrocytes. Vitamin B6 has antioxidant properties which may be aiding in its protective role in the myocardium and provided Hhe. Our results suggest that Hhe is seen in a broader than the simple increase of plasma Hcy, because their metabolism in the body can have toxic effects, with impact on cardiac function and SNS modulation associated with OE. In addition, vitamin B6 could be evaluated with therapeutic purposes by reducing the Hcy concentration and benefiting the redox balance.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-25 / O envelhecimento está associado à alteração da sensibilidade da célula β pancreática aos nutrientes resultando em intolerância à glicose e desenvolvimento do Diabetes mellitus (DM) do tipo 2 (DM 2). Neste estudo verificamos a função das células β no envelhecimento por meio da caracterização da sinalização do Ca2+, morfofisiologia mitocondrial e do estado redox de ilhotas pancreáticas de ratas senescentes com 24-25 meses de idade. Ilhotas isoladas de ratas senescentes secretaram menos insulina na presença de glicose. O influxo de Ca2+ em resposta à despolarização foi menor em ilhotas de ratos senescente em relação à ilhotas de ratas adultas. Ainda, a secreção de insulina potencializada pelo agente colinérgico carbacol (Cch) foi menor no grupo senescente. Ilhotas senescentes apresentaram menor produção de NAD(P)H em resposta à glicose, bem como menor potencial elétrico mitocondrial (ΔΨm) e maior acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs) quando comparado ao grupo adulto. A análise das células β que compõem a ilhota pancreática, por meio de microscopia eletrônica, demonstrou que o grupo senescente apresenta grande quantidade de lisossomos e corpos residuais, e, alterações morfológicas nas mitocôndrias com cristas mitocondriais modificadas quando comparadas ao grupo adulto. Além disso, foi evidenciada a presença de invaginações nos envoltórios nucleares, que são indicativos de apoptose, nas células do grupo senescente. Contudo, a análise da taxa de apoptose por TUNEL não demonstrou alterações entre o grupo senescente e adulto. Portanto, o envelhecimento reduz a capacidade secretória da célula  pancreática frente à glicose e ao estímulo colinérgico. Estes efeitos estão relacionados a alterações na morfofisiologia mitocondrial das células que compõem à ilhota pancreática resultando em déficit metabólico e também maior geração de EROs. Estes efeitos juntamente com a redução da entrada de Ca2+ quando há despolarização e menor potencialização da secreção frente ao estímulo colinérgico, resultaram em prejuízos no adequado acoplamento estímulo/secreção das células . / Aging is associated with changes in pancreatic β cells sensitivity to nutrients resulting in glucose intolerance and diabetes mellitus (DM) type 2 (DM 2) development. Here the study cells function Ca2+ signaling, mitochondrial morphophysiology and redox state of isolated islets from senescent rats with 24-25 months old. Adult rats wister 4-5 months old were used as controls. Islets from senescent rats secreted less insulin in the presence of glucose. The influx of Ca2+ in response to depolarization is smaller in senescent islets when compared to adult islets. Also, the increase in insulin secretion induced by the cholinergic agent carbachol (Cch) was lower in the senescent islets. In addition, from senescent rats showed lower NAD (P) H production in response to glucose, decreased mitochondrial electric potential (ΔΨm) and a higher accumulation of the reactive oxygen species (ROS) when compared to islets from adult rats. Electron microscopy showed that the β cells from senescent islets presented higher lysosomes and residual bodies density, and changes in the morphology of the mitochondria, that showed alterations in the mitochondrial cristae when compared to adult group. Furthermore, nuclear invaginations were observed in cells of senescent group indicate apoptosis in this group. However, the rate of apoptosis analysed by TUNEL methodology showed no changes between the groups. In conclusions, the secretory capacity of the pancreatic β cells in the presence of glucose and the cholinergic stimulation were decreased in aging, these effects were associated with related mitochondrial morphophysiology dysfunction that result in decreased metabolism and increased ROS production. These effects together with the lower Ca2+ influx in response to depolarization and lower potentiation of the secretion in repose to the colinergic stimulus, results a diruption on the β cells stimulus/secretion coupling. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um patógeno relacionado ao desenvolvimento de quadros de diarréia aguda ou persistente. A resposta inflamatória induzida por EAEC está relacionada à liberação de interleucina 8, que atua estimulando a transmigração de neutrófilos através do epitélio. Os macrófagos, de forma similar aos neutrófilos, são células fagocíticas que produzem espécies reativas de oxigênio (ERO), como o peróxido de hidrogênio (H2O2). Neste trabalho, avaliamos as consequências da interação de diferentes cepas clínicas com macrófagos humanos ativados da linhagem U-937. Todas as cepas testadas apresentaram filamentos nos testes de aderência aos macrófagos, diferentemente do que ocorre na interação com outras linhagens celulares como HEp-2, T84 e Caco-2. O ferro é um microelemento essencial para bactérias, sendo utilizado como cofator de enzimas e que também pode participar da geração de ERO através da reação de Fenton. Considerando-se a possibilidade de que o H2O2 produzido pelos macrófagos possa gerar radical hidroxil através da reação de Fenton, testes de aderência foram realizados com as amostras cultivadas na presença do captador de ferro 2,2-dipiridil. Tal fato não suprimiu a formação de filamentos, entretanto diminuiu a aderência das cepas EAEC 042 e 17-2. Com o objetivo de produzir uma resposta adaptativa ao H2O2, as culturas bacterianas foram pré-tratadas com uma dose sub-letal de H2O2 por 60 minutos antes de aderirem aos macrófagos. Nossos resultados mostraram que o pré-tratamento também não inibiu o aparecimento de filamentos em relação às culturas não tratadas. Além disto, foi observado que o pré-tratamento com o H2O2 reduziu a aderência das amostras de EAEC ao tapete celular. A filamentação é uma das respostas SOS, induzida pela presença de danos e/ou bloqueio na síntese da molécula de DNA. Com o objetivo de verificar se o H2O2 produzido pelos macrófagos estaria causando danos induzindo o sistema SOS e a filamentação bacteriana, foram realizados testes de viabilidade com mutantes derivados de E. coli K12 deficientes em enzimas do reparo por excisão de bases (BW535) e na resposta SOS (DM49). Nossos resultados mostram que os mutantes apresentaram os níveis de sobrevivência semelhantes ao observado para cepa selvagem isogênica (AB1157). Todos estes resultados em conjunto indicam que o H2O2 não é o indutor da filamentação nos testes de aderência. Macrófagos ativados apresentam ação microbicida através da ação da enzima indolamina dioxigenase (IDO), associada à redução do aminoácido L-triptofano. Desta forma, realizamos testes qualitativos de aderência de EAEC aos macrófagos suplementando o meio de interação com este aminoácido. Nossos resultados mostram que a adição de triptofano ao meio de interação reduz o número de filamentos por campo. Desta forma, aventamos a hipótese de que a depleção do triptofano seja responsável pela indução de resposta SOS, tendo como conseqüência a filamentação das bactérias. / Enteroaggregative Escherichia coli is a pathogen related to cases development of acute or persistent diarrhea. The inflammatory response induced by EAEC is linked to induction of IL-8 release, which acts stimulating neutrophils diapedesis through the epithelium. Macrophages, similarly to neutrophils, are phagocytic cells that produce reactive oxygen species (ROS), such as H2O2. Iron is an essential microelement to bacteria, been used as cofactor of enzymes in fundamental cellular processes but it is involved in ROS generation through Fenton reaction. On this report we evaluated the consequences of different EAEC strains interaction with activated human macrophages (U937 lineage). All tested strains showed filaments on the adherence tests with macrophages, unlike to what occurs in the interaction with other cellular lineages as HEp-2, T84 e Caco-2. Considering the possibility of H2O2 macrophage produced generates hydroxyl radical through Fenton reaction, the strains were grown in medium containing iron chelator 2,2-dipiridil. Iron chelation did not suppress filamentation, however decreased the adherence of 042 e 17-2 strains. Strains pretreated with a H2O2 subletal dose (60 M) by 60 minutes, which resulted in a bacterial adaptative response, also did not decrease the filamentation associated to adherence beside H2O2 pretreatment decreased the adherence of EAEC strains tested. In order to verify if H2O2 induces filamentation through DNA lesions and SOS induction, we evaluated the survival of a triple mutant deficient in three enzymes involved in BER and a mutant deficient in SOS response induction, both E. coli K12 derived. Both mutants presented similar survival levels like wild strain. This result suggest that H2O2 is not involved in SOS induction and filamentation response. Activated macrophages show microbicidal action, which is related to enzymes such as IDO (indoleamine dioxygenase), associated to reduction of L-tryptophan available to microorganism. In this way, we performed adhrence macrophages assays supplementing the interaction medium with L-tryptophan. Our results showed that tryptophan addition reduced the filamentation of adhered EAEC strains. Thus, we suggested that L-tryptophan reduction could be responsible for SOS response induction and bacterial filamentation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, effects of mercury (Hg) in cucumber seedlings (Cucumis sativus L.) and maize (Zea Mays L.) hybrids, and Hg and Zn association in maize hybrids were investigated through the analysis of biochemical and physiological parameters. The biochemical parameters analyzed in C. sativus were: antioxidant enzyme activities (catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and superoxide dismutase (SOD)), and the non-enzymatic antioxidant levels (ascorbic acid (ASA), carotenoids, and non-protein thiol content (NPSH)). The thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), chlorophyll, carbonyl protein, hydrogen peroxide (H2O2) contents and the δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALAD) activity were also determined. The growth of C. sativus was evaluated based on dry (DM) and fresh matter (FM), as well as on root and shoot length. Cucumber seedlings were exposed to 0 to 500 μM of HgCl2 for 10 and 15 days. The results showed that Hg was absorbed by the growing cucumber seedlings, and its content was greater in roots than in shoot. A reduction in root and shoot length was observed at all concentrations and time points tested. In the concentration of 50 μM HgCl2 root FM of 15-day-old seedlings increased, but it was reduced at the other concentrations. For 10-day-old seedlings, a reduction in root and shoot FM was observed. Regarding shoot DM, there was an increase at 500 μM on days 10 and 15, and in the concentration of 250 μM HgCl2 on day 15. Furthermore, a significant reduction in shoot DM at all tested concentrations was observed. The results showed higher levels of TBARS and carbonyl protein as well as a chlorophyll content reduction in seedlings exposed to 250 and 500 μM HgCl2. An increase in CAT and SOD activities, on days 10 and 15, respectively, exposed to 50 μM HgCl2 was observed, whereas at 500 μM HgCl2, there was a marked inhibition. An inhibition of APX enzyme at 250 and 500 μM HgCl2 on days 10 and 15 was observed. Moreover, 10-day-old seedlings presented H2O2 levels reduced at 250 JM HgCl2 and increased at 500 JM HgCl2. Non-enzymatic antioxidants such as NPSH, AsA and carotenoids were increased at all concentrations, except carotenoid levels, which were reduced at higher concentrations of HgCl2. δ-ALA-D activity increased at 50 JM HgCl2 on day 15, and was inhibited at higher concentrations. The effect of the metal toxicity in three maize hybrids, BR205, 30F71 and 32R21, in nutritive solution, was studied analyzing the following parameters after Hg exposure (0 100 JM Hg): growth, tissue Hg concentration and δ-ALAD activity. The results showed a higher uptake of Hg by maize hybrids, mostly in roots. The root and shoot growth was reduced at all tested concentrations. A similar response was also observed for DM and FM of roots and shoot. These hybrids showed inhibition in a dose-dependent manner in δ-ALA-D activity. However, 32R21 δ- ALA-D activity was inhibited by metal only at concentrations exceeding 50 JM Hg. The enzyme activity from 30F71 was not changed by Hg. In vitro studies showed that Hg inhibits the δ-ALA-D activity in a concentration-dependent manner and this inhibition was mixed. In order to investigate the antioxidant role of zinc under stress condition caused by Hg, the mechanisms of metal toxicity in two maize hybrids, BR205 e 32R21, in nutritive solution, were studied. The parameters analyzed in maize hybrids after 25 JM Hg and Zn (50, 100 and 200 JM Zn) exposures were: growth, tissue Hg and Zn concentrations, antioxidant enzymes activities (CAT, APX and SOD) and non-enzymatic antioxidants (AsA, NPSH and carotenoids). The H2O2 and carbonyl protein, δ-ALA-D activity and chlorophyll levels were also evaluated. The results of interaction between Hg and Zn indicated reduced Hg levels in treatments with 25 JM Hg + 50 JM Zn. Treatments using 25 JM Hg + Zn were effective in reducing the root carbonyl protein in 32R21, and H2O2 in BR205, increased by Hg exposure. Hg inhibited SOD and CAT activities in BR205 shoot, whereas APX activity was increased. However, Zn supplementation increased CAT and APX activities. In the 32R21, Hg reduced shoot APX activity and treatments with 25 JM Hg + 200 JM Zn increased its activity. Moreover, in vitro studies with Hg e/or Zn showed activation of antioxidant enzymes especially in the shoot. The results showed that Zn abolished the growth of maize hybrids which had been reduced by 25 JM Hg. The Hg reduced chlorophyll b content in maize hybrids, but only the concentration of 100 JM Zn was effective in restoring chlorophyll b levels. Treatments with Zn induced accumulation of NPSH, which was reduced by Hg exposure. Mercury induced a reduction in the growth and AsA levels from maize hybrids, and only the growth and fresh matter were restored by supplementation with Zn. Treatments with Hg inhibited δ-ALA-D activity from BR205, whereas supplementation with Zn at treatments with Hg restored the enzyme activity. However, in vitro studies showed that Zn did not prevent the inhibition of δ-ALAD activity caused Hg. Our results suggest that Hg induced oxidative stress in cucumber and maize seedlings. However, Zn has played an important role in fighting Hg toxicity, acting in ROS modulation and NPSH induction, allowing the growth of maize hybrids, even in the presence of Hg. / Neste estudo, foram investigados através da análise de parâmetros bioquímicos e fisiológicos os efeitos do mercúrio (Hg) em plântulas de pepino (Cucumis sativus L.) e em híbridos de milho (Zea mays L.), e a associação do Hg com o Zn em híbridos de milho. Os parâmetros bioquímicos analisados para C. sativus foram: as atividades de enzimas antioxidantes (catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX) e superóxido dismutase (SOD)) e os níveis dos antioxidantes não-enzimáticos (ácido ascórbico (AsA), carotenóides e tióis nãoprotéicos (NPSH)). Os conteúdos de substância reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), clorofila, proteína carbonil, peróxido de hidrogênio (H2O2) e a atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALAD) foram também determinados. O crescimento de C. sativus foi avaliado baseado na matéria seca (MS) e fresca (MF), e comprimento de raízes (R) e parte aérea (PA). As plântulas de pepino foram expostas de 0 a 500 μM de HgCl2 durante 10 e 15 dias. Os resultados demonstraram que o Hg foi absorvido pelas plântulas de pepino, e seu conteúdo foi maior nas R que na PA. Além disso, uma redução no comprimento das R e da PA foi observada em todas as concentrações e tempos testados. Na concentração de 50 μM HgCl2 a MF das R aos 15 dias aumentou, mas foi reduzida nas outras concentrações. Para as plântulas com 10 dias, foi observada uma redução na MF de R e PA. Em relação à MS das R, houve um aumento na concentração de 500 μM, ambos aos 10 e 15 dias, e também na concentração de 250 μM HgCl2 aos 15 dias. Além disso, uma redução significativa na MS da PA foi observada em todas as concentrações testadas. Os resultados mostraram níveis elevados de TBARS e proteína carbonil, e uma redução no conteúdo de clorofila em plântulas expostas a 250 e 500 μM HgCl2. Um aumento na atividade da CAT e SOD foi observado, respectivamente aos 10 e 15 dias de exposição a 50 μM HgCl2, embora a 500 μM HgCl2, houve uma marcada inibição. Também, tanto aos 10 quanto aos 15 dias, foi observada uma inibição na atividade da enzima APX a 250 e 500 μM HgCl2. Além disso, as plântulas com 10 dias tiveram os níveis de H2O2 reduzidos a 250 JM HgCl2 e aumentados a 500 JM HgCl2. Os antioxidantes não-enzimáticos tais como os NPSH, AsA e carotenóides aumentaram em todas as concentrações, exceto os níveis de carotenóides que reduziram em concentrações altas de HgCl2. A atividade da δ-ALA-D aumentou a 50 JM de HgCl2 aos 15 dias, e foi inibida em concentrações altas. Com o propósito de estudar o efeito do metal em três híbridos de milho, BR205, 30F71 e BR205, em solução nutritiva, os seguintes parâmetros foram analisados para os híbridos após exposição ao Hg (0 100 JM Hg): o crescimento, a concentração de Hg nos tecidos e a atividade da δ-ALA-D. Os resultados indicaram uma alta captação do Hg pelos híbridos de milho, principalmente nas R. O crescimento das R e PA foram reduzidos em todas as concentrações testadas. Uma resposta similar também foi observada para a MS e MF das R e PA. Estes híbridos mostraram inibição de maneira dose-dependente na atividade da δ- ALA-D. Contudo, a atividade da δ-ALA-D de 32R21 foi inibida pelo metal apenas em concentrações superiores a 50 JM Hg e a atividade da enzima do híbrido 30F71 não foi afetada pelo mercúrio. Os estudos in vitro mostraram que o Hg inibiu a atividade da δ-ALA-D de maneira dependente da concentração e esta inibição foi mista. Com o objetivo de investigar o papel antioxidante do Zn frente ao estresse causado pelo Hg foram estudados os mecanismos de toxicidade do metal em dois híbridos de milho, BR205 e BR205, em solução nutritiva. Os parâmetros analisados para os híbridos de milho após exposição ao Hg (25 JM Hg) e ao Zn (50, 100 e 200 JM Zn) foram: o crescimento, a concentração de Hg e Zn nos tecidos, a atividade de enzimas antioxidantes (CAT, APX e SOD) e os níveis de antioxidantes não-enzimáticos (AsA, NPSH e carotenóides). Os conteúdos de H2O2 e proteína carbonil, a atividade da δ-ALAD e os níveis de clorofila foram avaliados. Os resultados da interação entre Hg e Zn indicaram níveis reduzidos de Hg nos tratamentos com 25 JM Hg + 50 JM Zn. Os tratamentos utilizando 25 JM Hg + Zn foram efetivos em reduzir os níveis de proteína carbonil das R em 32R21 e de H2O2 em BR205, aumentados pela exposição ao Hg. Na PA de BR205 o Hg inibiu as atividades da SOD e CAT, enquanto a APX foi ativada. No entanto, a suplementação com Zn aumentou as atividades da CAT e APX. Em 32R21, o Hg reduziu a atividade da APX da PA e o tratamento com 25 JM Hg + 200 JM Zn aumentou a atividade desta enzima. Além disso, os estudos in vitro com Hg e/ou Zn mostraram a ativação das enzimas antioxidantes especialmente na PA. Os resultados mostraram que o Zn restaurou o crescimento dos híbridos de milho que haviam sido reduzidos por 25 JM Hg. O Hg reduziu os níveis de clorofila b nos híbridos de milho, mas apenas a concentração de 100 JM Zn foi efetiva em restabelecer os níveis de clorofila b. Os tratamentos com Zn promoveram uma acumulação de NPSH, reduzidos pela exposição ao Hg. O Hg reduziu o crescimento e os níveis de AsA dos híbridos de milho e apenas o comprimento e a massa fresca foram restabelecidos pela suplementação com Zn. Além disso, os tratamentos com Hg inibiram a atividade da δ-ALA-D de BR205, mas a suplementação com Zn ao tratamento com mercúrio restabeleceu a atividade da enzima. No entanto, estudos in vitro mostraram que o zinco não preveniu a inibição da atividade da δ-ALA-D causada pelo Hg. Com base no exposto, nossos resultados sugerem que o Hg induz estresse oxidativo em plântulas de pepino e milho. Contudo, o Zn desempenhou um papel importante no combate à toxicidade do mercúrio, atuando na modulação de EROs e indução dos NPSH, possibilitando o crescimento dos híbridos de milho.

Com base na relevância das doenças cardiovasculares para a saúde pública mundial, buscamos entender as associações entre o metabolismo da homocisteína (Hcy) e este sistema, o estresse oxidativo (EO) e a possível influência da modulação do sistema nervoso simpático (SNS) sobre esta associação. Além disso, testamos o efeito da vitamina B6 sobre a função cardíaca e o EO. Para isso foram realizados dois experimentos: no primeiro testamos dois modelos de hiper-homocisteinemia (Hhe): o tratamento com metionina e homocisteína tiolactona em dois diferentes protocolos experimentais. No primeiro protocolo foram avaliados parâmetros morfofuncionais cardíacos e associações com o balanço redox no miocárdio. Já no segundo protocolo foi avaliada a variabilidade da freqüência cardíaca (VFC) e da pressão arterial sistólica (VPAS) e suas associações com o estresse oxidativo (EO) nos eritrócitos. Como resultados, observamos que os dois tratamentos resultam em igual aumento na concentração plasmática de Hcy, piora na função cardíaca e aumento no EO cardíaco. Além disso, foram encontradas fortes correlações entre as variáveis que sugerem piora da função cardíaca e desbalanço redox. O segundo protocolo demonstrou redução da VFC, com aumento do componente de baixa frequência (BF), associado ao SNS, e redução da modulação do sistema nervoso parasimpático ou de alta freqüência (AF), em valores normalizados. Quanto à VPAS foi demonstrado um aumento somente no componente de AF em ambos os tratamentos. Comparados ao grupo controle, a sensibilidade barorreflexa estava reduzida nos dois tratamentos (MET e HcyT), provavelmente devido ao aumento da modulação simpática vascular. Foi observado também um aumento da atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) nos eritrócitos e redução na concentração das carbonilas. Esses resultados sugerem alteração no controle autonômico em favor da modulação simpática cardíaca e vascular, com piora na sensibilidade barorreflexa após o tratamento com HcyT. Além disso, estão associadas a uma maior mobilização das defesas enzimáticas resultando em redução do dano oxidativo. O segundo experimento consistiu do estabelecimento da Hhe após tratamento com HcyT, seguido por adição de vitamina B6 a água de beber como proposta terapêutica. Neste experimento avaliamos a concentração de Hcy e cisteína, parâmetros morfofuncionais cardíacos, atividade das enzimas antioxidantes sistêmicas, a concentração cardíaca de peróxido de hidrogênio (H2O2), imunoconteúdo da glutationa S-transferase (GST) e do fator de transcrição nuclear (Nrf2). O tratamento com vitamina B6 demonstrou redução na Hcy plasmática. Por outro lado, o tratamento com HcyT e vitamina B6 provocou aumento significativo da espessura da parede posterior cardíaca e da massa do ventrículo, todos corrigidos pelo peso corporal. Esses resultados sugerem uma hipertrofia ventricular compensatória. Além disso, o mesmo tratamento melhorou a função global miocárdica e a fração de ejeção. A atividade da SOD e CAT nos eritrócitos estava diminuída após o tratamento com vitamina B6, o que pode ocorrer devido às propriedades antioxidantes conhecidas da vitamina. Tanto a GST, quanto o Nrf2 apresentam aumento após o tratamento com HcyT, o que pode ser uma resposta adaptativa ao aumento de cisteína. O mesmo aumento foi observado no H2O2 após o tratamento com HcyT, sugerindo sinalização para o aumento do EO. A vitamina B6 possui propriedades que lhe conferem ação antioxidante, o que pode estar auxiliando no seu papel protetor no miocárdio e na condição de Hhe. Com esse trabalho, sugere-se que a Hhe seja vista de uma forma mais ampla que o simples aumento da Hcy no plasma, pois o seu metabolismo no organismo pode ter efeitos tóxicos, com repercussão na função cardíaca e modulação do SNS associados ao EO. Além disso, a vitamina B6 pode ser avaliada com proposta terapêutica isolada, pois atua reduzindo a concentração de Hcy e beneficiando o equilíbrio redox. / Based on the relevance of cardiovascular diseases to public health worldwide, we seek to understand its association to the homocysteine (Hcy) metabolism, the oxidative stress (OS) and the possible influence of the sympathetic nervous system (SNS) modulation. In addition, we tested the effect of vitamin B6 on cardiac function and OS. For this purpose two experiments were conducted: in the first experiment we tested two different hiperhomocysteinemia experimental models: methionine and homocysteine thiolactone, this experiment was divided into two protocols. At the first protocol to evaluate morpho-functional cardiac and associations to redox balance in the heart. Already at the other protocol was studied heart rate variability (HRV) and blood pressure (VPAS), and their associations with OS. The first experiment showed the effect of methionine (MET) and homocysteine thiolactone (HcyT) treatment on cardiac function and their associations with the OS. We found that both treatments result in equal increases in plasma Hcy, poor cardiac function and increase in cardiac OE. Furthermore, we found strong correlation between the variables that suggest worsening of cardiac function and increase in the OE. The toxicity of the thiolactone metabolite is known mainly in the nervous system, and the proposed mechanism for their deleterious effects on cardiac function is probably associated with a higher OE. The second protocol showed that HRV was reduced probably due to the increase in lowfrequency (LF), associated with the SNS, and a reduction in parasympathetic nervous system modulation or high-frequency (HF), in normalized values. The systolic blood pressure variability was demonstrated due to an increase in the HF component. Compared to the control group, baroreflex sensitivity was reduced in both treatments (MET and HcyT), probably due to the increase in sympathetic modulation. We also observed an increase in superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activity in erythrocytes, and also a reduced carbonyl concentration. These results suggest changes in cardiovascular autonomic control in favor to sympathetic modulation, with worsening in baroreflex sensitivity after HcyT treatment. They are also associated with greater enzymatic defenses mobilization resulting in reduced oxidative damage. The second experiment aim was study the effects of B6 treatment after Hhe, and we evaluated the Hcy and cysteine plasma concentration, the morphofunctional cardiac transcription factor of the antioxidant enzymes (Nrf2), glutathione S-transferase (GST), the hydrogen peroxide (H2O2) cardiac concentration and the enzymatic antioxidant activity. Vitamin B6 treatment reduced plasma homocysteine concentration. Furthermore, vitamin B6 and HcyT treatment caused a significant increase in posterior wall thickness and cardiac ventricular mass, all adjusted to body weight. These results suggest a compensatory ventricular hypertrophy. Moreover, the same treatment improved global myocardial function and ejection fraction. Both, Nrf2 and GST, have increased after HcyT treatment, which may be an adaptive response to increased cysteine. The same increase was observed in H2O2 after HcyT treatment, suggesting an increase in the OE. These results are confirmed by the increased SOD and CAT activity in erythrocytes. Vitamin B6 has antioxidant properties which may be aiding in its protective role in the myocardium and provided Hhe. Our results suggest that Hhe is seen in a broader than the simple increase of plasma Hcy, because their metabolism in the body can have toxic effects, with impact on cardiac function and SNS modulation associated with OE. In addition, vitamin B6 could be evaluated with therapeutic purposes by reducing the Hcy concentration and benefiting the redox balance.

Espécies reativas de oxigênio e nitrogênio controlam várias funções celulares, no entanto, quantidades excessivas destas espécies causam disfunções. Com o envelhecimento, há aumento da produção destas espécies, e de citocinas, que também exercem efeitos deletérios na musculatura esquelética, e da concentração plasmática de ácidos graxos. Contudo, a possível rassociação entre o aumento da produção de espécies reativas e de citocinas pelo músculo esquelético e da concentração plasmática de ácidos graxos não foi ainda investigada. O presente estudo teve como objetivo avaliar a modulação da produção muscular de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio e de citocinas pelo ácido palmítico e pela eletroestimulação moderada. O ácido palmítico aumentou a produção de superóxido (via mitocôndria e NADPH oxidase), óxido nítrico (via iNOS) e citocinas (IL-6 e CINC-2), além de ativar o NF-kB. A eletroestimulação aumentou a produção de superóxido (via mitocôndria e sistema xantina-xantina oxidase), óxido nítrico (via iNOS) e ativou o NF-kB. Não foi observado aumento de citocinas no protocolo de eletroestimulação. O ácido palmítico, portanto, controla a produção de espécies reativas e citocinas pelo músculo. A eletroestimulação, também aumenta a produção destas espécies. Assim, o estresse oxidativo muscular é controlado pela atividade contrátil e as concentrações de ácidos graxos plasmáticos. / Reactive oxygen and nitrogen species play a key role in several cell functions, however, high concentrations of these species cause cell dysfunction. High production of reactive species, and cytokines, which also induce skeletal muscle injury, and an increase of plasma concentration of fatty acids are observed in aging. However, an association between the augment in the production of reactive species and cytokines by skeletal muscle and of plasma fatty acid concentrations was not investigated yet. The aim of the present study was to evaluate the modulation of production of reactive oxygen and nitrogen species and of cytokines by palmitic acid and electrical stimulation muscle contraction. Palmitic acid increased the production of superoxide (through mitochondria and NADPH oxidase), nitric oxide (by iNOS), and citokynes (IL-6 and CINC-2), and induced NF-kB activation. The electrical stimulation-muscle contraction increased the production of superoxide (through mitochondria and xanthine-xanthine oxidase system), nitric oxide (by iNOS), and induced NF-kB activation. There was no change in the production of cytokines in the electrical stimulation protocol. In conclusion, palmitic acid raised the production of reactive oxygen and nitrogen species and cytokines by skeletal muscle. Electrical stimulation-muscle contraction also increased the production of these reactive species. Therefore, muscle oxidative stress is controlled by the muscle contractile activity and plasma fatty acid levels.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-25Bitstream added on 2014-06-13T19:28:57Z : No. of bitstreams: 1 costa_mp_me_arafcf.pdf: 1334435 bytes, checksum: a6810c10bd79167dae53bd49da948c46 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / pesquisa de produtos naturais é uma fonte importante de informações para o desenvolvimento de novos fármacos que tenham ação em diferentes processos oxidativos teciduais. Estudou-se o potencial antioxidante das frutas exóticas e tropicais araçá, atemóia, bunchósia, cajá-manga, canistel, carissa, falsomangostão, jambo-vermelho, jatobá, jenipapo, jujuba, mangostão, massala, pitaya. Buscou-se a interação das amostras com as espécies reativas de oxigênio sob ensaios modelos. Todas as amostras foram eficientes com as espécies estudadas como ABTS, DPPH, HOCl, H2O2, O2 • - , determinação de fenóis, flavonóides; mostrou-se ainda que as amostras tiveram um potencial favorável com relação a células, no caso, eritrócitos quando em presença de radicais livres e outras espécies reativas. Na pesquisa da ação de frutas e outros produtos naturais em processos oxidativos modelo deve-se buscar possíveis efeitos protetores e agressores aos sistemas biológicos / The search for natural products is an important source of information for the development of new drugs that have action in different tissue oxidative processes. Studied the antioxidant potential of fruit and exotic tropical guava, atemoya Bunchosia, caja-manga, Pouteria campechiana, Carissa, false mangosteen, wax jambu, jatoba, jenipapo, jujube, mangosteen, masala, pitaya. We attempted to sample the interaction with the reactive oxygen species under test models. All samples were efficient in the studied species such as ABTS, DPPH, HOCl, H2O2, O2 • -, determination of phenols, flavonoids, showed also that the samples had a positive potential with respect to cells, in this case, when in erythrocytes presence of free radicals and other reactive species. In search of action of fruits and other natural products in oxidation processes model should seek protective effects and possible attackers to biological systems