Resumo não disponível.

Orientador : Profª. Drª. Lucélia Donatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 31/03/2016 / Inclui referências : f. 71-86 / Resumo: Os peixes antárticos da subordem Notothenioidei, passaram por períodos extraordinários de evolução e tem o seu metabolismo adaptado ao ambiente marinho antártico, muito frio e altamente oxigenado. Devido a essas características este grupo é considerado atraente para se estudar a plasticidade metabólica e os mecanismos celulares da resposta adaptativa a altas temperaturas. As variações de temperatura desencadeiam uma série de respostas metabólicas imprescindíveis para manter o metabolismo celular. O estudo do estresse térmico no tecido encefálico de peixes é interessante, pois este tecido controla, globalmente, o metabolismo do organismo. Alterações dos níveis da atividade das enzimas do sistema antioxidante, do metabolismo de carboidratos e de neurotransmissão são alguns exemplos de respostas ao estresse térmico. O presente trabalho investiga as respostas metabólicas do encéfalo de peixes antárticos, Notothenia rossii e Notothenia coriiceps, frente ao estresse térmico. As coletas foram realizadas na Baía do Almirantado, Ilha Rei George, no Arquipélago das Shetlands do Sul, Península Antártica. Os experimentos foram realizados na Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF) e ambas as espécies foram expostas a temperaturas de 0±0,5°C (controle) e 8±0,5°C (experimental) durante 2, 6, 12, 24, 72 e 144 horas. O aquecimento não afetou o nível de atividade da enzima acetilcolinesterase, relacionada com a neurotransmissão, em N. rossii, porém em N. coriiceps o nível de atividade foi positivo (6-12h). O metabolismo de carboidratos de N. rossii respondeu ao estresse térmico com alteração negativa no nível de atividade da hexoquinase (12h), lactato desidrogenase (2-6h) e glicose-6-fosfatase (144h). Já em N. coriiceps encontramos alterações positivas nos níveis de atividades da glicogênio fosforilase (2h) e glicose-6-fosfato desidrogenase (6h) e alterações negativas nas enzimas glicose-6-fosfatase (2,24-72h) e fosfofrutoquinase (72h). O estresse oxidativo em N. coriiceps frente ao aquecimento desencadeou alteração positiva no nível de atividade da catalase (12, 144h), glutationa peroxidase (12h) e glutationa-S-transferase (6,72h). Já em N. rossii alterações negativas foram encontradas no nível de atividade da glutationa-S-transferase (2,12h), glutationa redutase (2h) e glutationa peroxidase (6-12horas) e modulações positivas na glutationa peroxidase (72-144h). As enzimas citrato sintase, malato desidrogenase, superóxido dismutase e as moléculas de tióis não proteicos e malondialdeído não alteraram seus níveis frente ao aquecimento em ambas as espécies. Observamos que N. rossii e N. coriiceps, espécies filogeneticamente próximas, possuem respostas metabólicas distintas frente ao estresse térmico. Palavras-chaves: teleósteos antárticos, Nototheniidae, tecido encefálico, metabolismo de carboidratos, estresse oxidativo, neurotransmissão, altas temperaturas, Antártica. / Abstract: The suborde of antarctic fish, Notothenioidei, went through extraordinary periods of evolution and have your metabolism adapted to the antarctic marine environment, which is very cold and highly oxygenated, making this group interesting for studies of adaptive mechanisms involving metabolic and cellular plasticity in response to high temperatures. Temperature variations are responsible a variety of metabolic responses which are essential for maintaining cell metabolism. Studies of heat stress in the brain tissue of fishes are interesting because the brain controls, overall, the body's metabolism. Heat stress can alter the activity of antioxidant enzymes, in addition to promoting changes in carbohydrare metabolism and neurotransmission. The present study investigates the metabolic responses of the antarctic fish's brain, species Notothenia rossii and Notothenia coriiceps, against thermal stress. Samples were collected in Admiralty Bay, King George Island, in the South Shetlands Islands, Antarctic Peninsula. The experiments were performed in the Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF) and both species were exposed to temperatures of 0 ± 0.5 ° C (control) and 8 ± 0.5 ° C (experimental) for 2, 6, 12, 24, 72 and 144 hours. The heat did not affect neurotransmission by activity level of acetylcholinesterase in N. rossii, but in N. coriiceps was changed positively (6-12h). The carbohydrare metabolism of N. rossii responds to thermal stress with negative alteration in the activity of hexokinase (12h), lactate dehydrogenase (2-6h) and glucose-6-phosphatase (144h). Additionally, N. coriiceps showed positive alteration on glycogen phosphorylase activity (2h) and glucose 6-phosphate dehydrogenase (6h) and negative alteration in glucose-6-phosphatase (2,24-72h) and phosphofructokinase (72h). Oxidative stress in front of the heating N. coriiceps was responsible for a positive modulation of catalase (12, 144h), glutathione peroxidase (12h) and glutathione-S-transferase (6,72h). N. rossii negatively changed glutathione-S-transferase (2,12h), glutathione reductase (2h) and glutathione peroxidase (6-12horas) and positively changed glutathione peroxidase (72-144h). The activities of citrate synthase, malate dehydrogenase and superoxide dismutase activity, as well as, the level of nonprotein thiols and malondialdehyde showed not alterations related to heating in both species. We observed that N. rossii and N. coriiceps, phylogenetically closely related species, have different metabolic responses against heat stress. Keywords: Antarctic teleost, Nototheniidae, brain tissue, carbohydrare metabolism, oxidative stress, neurotransmission, high temperatures, Antarctica.

As espécies reativas de oxigênio (ROS) são importantes moléculas sinalizadoras, ou mensageiros secundários, em uma complexa rede de sinalização, que em plantas, é fundamental para o desenvolvimento, e para a resposta a diferentes estímulos ambientais. Por outro lado, estas moléculas representam uma ameaça oxidativa à celula, e em altas concentrações podem danificar diferentes componentes celulares. Dessa forma, as vias de produção e eliminação de ROS devem ser finamente moduladas. Apesar destas vias terem sido amplamente estudadas, incontáveis aspectos ainda permanecem desconhecidos. Este trabalho objetivou estudar os mecanismos de geração e eliminação de ROS nas mitocôndrias e cloroplastos, e seus efeitos no desenvolvimento e na resposta de plantas ao estresse. Assim, foi demonstrado que a enzima succinato desidrogenase (SDH), correspondente ao complexo II da respiração, é um importante sítio de geração de ROS em células vegetais. Além disso, a manipulação da geração de ROS em organelas, como a mitocôndria e o cloroplasto, promoveu alterações claras no padrão de desenvolvimento e nas respostas de plantas a diferentes estresses. Enquanto a indução da geração mitocondrial de ROS via SDH inibiu o desenvolvimento e levou a ativação da expressão de genes de defesa. Por outro lado, alterações nas respostas antioxidantes no cloroplasto, via manipulação genética das ascorbato peroxidases cloroplastídicas (OsAPX7 e OsAPX8), embora tenham afetado em menor grau o desenvolvimento da planta, modularam os parâmetros fisiológicos e a resposta ao estresse. Desta forma, plantas de arroz silenciadas, ou nocaute, para a isoformas cloroplastídicas de APX apresentaram um padrão diferenciado de abertura estomática e tolerância ao estresse hídrico. Além disso, experimentos de monohíbrido permitiram a identificação dos fatores de trasncrição OsDST, OsABF7, Os11g28270 e OsVOZ1, como potenciais reguladores da expressão de OsAPX8. A complexidade das respostas induzidas por ROS indicam que estas possuem uma alta especificidade e dependem da localização subcelular e da atividade de cada um dos componentes dessa intricada rede de sinalização, assim como o nível de expressão de cada um deles. O conjunto dos resultados obtidos amplia a visão do papel das ROS no desenvolvimento vegetal e nos mecanismos de respostas de plantas a estímulos ambientais geradores de estresse oxidativo. / The reactive oxygen species (ROS) are important signaling molecules, or secondary messengers, involved in a complex signaling network, which, in plants, is essential for development, and different environmental stimuli responses. Moreover, these molecules represent an oxidative risk to the cell, and at high concentrations may damage various cellular components. Thus, the ROS production and elimination routes should be finely regulated. Although these pathways have been extensively studied, many aspects remain unknown. Here we investigated the mechanisms of generation and elimination of ROS in mitochondria and chloroplasts, and its effects in plant development and stress responses. The results demonstrated that the enzyme succinate dehydrogenase, which corresponds to the mitochondrial complex II, is an important site of ROS production in plant cells. In addition, the control of ROS production in cellular organelles, such as mitochondria and chloroplast, promotes changes in development patterns and in plant stress response. While the induction of mitochondrial ROS production by SDH inhibit the development and activated defense genes expression, changes in chloroplast antioxidant response, by genetic manipulation of chloroplastic ascorbate peroxidases (OsAPX7 e OsAPX8), modulates physiologic parameters and stress response, despite inducing lower changes related to plant development. In this way, rice plants silenced or knockout for chloroplastic isoforms of APX showed a differential stomata opening pattern and drought stress tolerance. In addition, one-hybrid experiments, allowed the identification of the transcription factors OsDST, OsABF7, Os11g28270 e OsVOZ1, as potential regulators of the OsAPX8 expression. The complexity of the responses induced by ROS indicates that these mechanisms have a high specificity and is dependent of the subcelullar location, their activity, and the expression of each one of the components of this signaling network. The results obtained expands our vision of the role of ROS in plant development and in plant responses to environmental stimuli related to oxidative stress.

As nitrorredutases compreendem uma família de enzimas dependentes de flavina adenina mononucleotideo (FMN) capazes de metabolizar nitrocompostos usando nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD(P)H) como fonte de elétrons. Essas enzimas desempenham um papel central na metabolização de nitrocompostos recebendo grande atenção devido a sua habilidade em mediar a toxicidade desses compostos, tendo aplicações biotecnológicas e importância clínica. Essas enzimas podem ser encontradas em bactérias e em menor escala em fungos, protozoários e mamíferos. Em relação ao seu papel fisiológico, algumas hipóteses, como a participação na bioluminescência, homeostase metálica, biossíntese de cobalamina e resposta a estresse oxidativo têm sido propostas. Entretanto, não se tem conhecimento exato sobre a sua real função biológica. Neste cenário, este estudo tem como objetivo investigar possíveis funções das nitrorredutases no metabolismo de Escherichia coli e Saccharomyces cerevisiae, com ênfase na possível participação dessas enzimas na resposta ao estresse oxidativo. Para tanto, foi construída a rede de interações proteína-proteína das nitrorredutases NfsA e NfsB de E. coli e identificadas cinco sub-redes representando diferentes processos biológicos. Os resultados permitiram a elaboração de modelos sugerindo que as nitrorredutases de E. coli podem participar do metabolismo de ferro, manutenção do conteúdo de NADPH, metabolismo de compostos aromáticos e síntese de glicogênio. Estas vias podem contribuir nas respostas a estresse oxidativo e a limitação de nutrientes. Na levedura S. cerevisiae, foi determinada a influência das nitrorredutases Frm2p e Hbn1p na resposta a estresse oxidativo. Os resultados mostraram uma menor atividade basal de superóxido dismutase (SOD) e elevada sensibilidade a óxido de 4-nitroquinolina (4-NQO) e N-nitrosodietilamina (NDEA), indução de mutantes citoplasmáticos (petites), produção intracelular de ERO e peroxidação lipídica nas linhagens frm2 hbn1e frm2 hbn1quando expostas a estes agentes geradores de superóxido. Ainda foi observada elevada atividade basal de catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx) e conteúdo de glutationa (GSH) nas linhagens frm2 e frm2 hbn1. Estas linhagens possuem menor produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e peroxidação lipídica quando expostas aos peróxidos H2O2 e t-BOOH. Para elucidar os mecanismos pelos quais as nitrorredutases Frm2p e Hbn1p podem regular as defesas antioxidantes, foram identificadas, por biologia de sistemas, as interações dessas proteínas, tendo cinco sub-redes representando diferentes processos biológicos. Esta análise foi seguida por uma avaliação de índices de centralidade, que identificaram importantes proteínas da rede. Uma triagem dos fenótipos de sensibilidade a oxidantes foi realizada com linhagens proficientes e deficientes nestas proteínas identificadas e foram selecionadas as proteínas envolvidas nas respostas mais evidentes ao estresse oxidativo: as proteínas Ski8 (contribui na degradação do RNAm no sentido 3’-5’) e Cad1 (um ativador transcricional). Esta informação foi usada para a construção de linhagens duplo e triplo mutantes deficientes em Frm2p, Hbn1p, Ski8p ou Cad1p, seguindo a determinação da sensibilidade, acúmulo intracelular de ERO e nível de peroxidação lipídica na exposição a oxidantes e ainda a atividade basal de enzimas antioxidantes. Com base nos resultados obtidos, foi construído um modelo considerando que Cad1p ativa a expressão do gene FRM2 e a interação Frm2p-Ski8p regula as atividades das enzimas antioxidantes pela degradação do RNAm ou pela modulação da degradação dos transcritos do gene OLE1 (Ole1p atua na síntese de ácidos graxos insaturados) modificando a composição de ácidos graxos da membrana plasmática. A interação Hbn1p-Nab2p (Nab2p é necessária para a exportação do RNAm do núcleo para o citoplasma) controla a atividade de SOD pela exportação do RNAm. / The nitroreductase family comprises a group of flavine mononucleotide (FMN)-dependent enzymes able to metabolize nitrosubstituted compounds using the reducing potential of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD(P)H). Nitroreductase proteins play a central role in the activation of nitrocompounds and have received attention in recent decades based on their role in mediating nitrosubstituted compound toxicity, by its biotechnological application for bioremediation biocatalysis, and clinical importance in chemotherapeutic tumor treatment, ablation of specific cells and antibiotic resistance. Due to its relevance, different bacterial nitroreductases have been purified, and their biochemical, kinetic parameters and structure have been determined. Nitroreductases can be found within bacterial species and, in a less extend, in eukaryotes, such as fungi, protozoan and mammalian. A feature of the nitroreductase family is our lack of knowledge about its biological function. Therefore, new hypotheses have been proposed to solve the physiological role of nitroreductases, such as bioluminescence, metal homeostasis, vitamin B12 biosynthesis and oxidative stress response. In this context, this study aims to investigate possible functions of nitroreductases in Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae metabolism, with emphasis on possible role of these enzymes in oxidative stress response. Thus, a systems biology study was performed by generating protein-protein interactions (PPI) for NfsA and NfsB nitroreductases of E. coli. The results obtained from these systems biology analyses allow us to draw some models suggesting that E. coli nitroreductases can participate in iron metabolism, NADPH pool maintenance, aromatic compound metabolism, methionine and glycogen synthesis. In the yeast S. cerevisiae, the influence of Frm2p and Hbn1p nitroreductases in oxidative stress response was determined. The results showed a weaker basal activity of superoxide dismutase (SOD) and higher sensitivity for 4-nitroquinoline-oxide (4-NQO) and N-nitrosodiethylamine (NDEA), induction of petites, production of reactive oxygen species (ROS) and lipid peroxidation when exposed the these superoxide-generating agents. The results showed a higher basal activity of catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and reduced glutathione (GSH) content in the single and double mutant strains frm2 and frm2 hbn1. These strains were less ROS-producing and lipid peroxidation when exposed to peroxides-generating agents such as H2O2 and t-BOOH. To elucidate the mechanisms how nitroreductases regulate antioxidant defenses, we undertook a systems biology approach to identify Frm2p and Hbn1p interactions. A protein-protein interaction (PPI) network was obtained and biological processes related to RNA metabolism were observed. Thus, network centrality analysis was performed, which allows for selection of important proteins of network. A sensitivity screening of yeast strains proficient and deficient in these proteins to oxidants was performed and selected Ski8p (mediates 3'-5' RNA degradation) and Cad1p (transcriptional activator). This information was used to construct double and triple mutants defective for Frm2p, Hbn1p, Cad1p or Ski8p followed by determination of sensitivity, ROS accumulation, lipid peroxidation following oxidants exposure and basal antioxidant-enzyme activities. The results obtained allow us to draw model suggesting that Cad1p activate FRM2 following Frm2p-Ski8p interaction influences to oxidative stress response by regulates mRNA degradation of antioxidant-enzyme following their activities or OLE1 (Ole1p act in unsaturated fatty acid synthesis) transcripts degradation modifying the plasma membrane fatty acid composition. The Hbn1p-Nab2p (Nab2p act in mRNA export) interaction controls SOD activity by mRNA export.

Modelos de estadiamento para transtornos mentais graves têm sido propostos para personalizar e otimizar o tratamento. A lógica do estadiamento é baseada na avaliação de cada paciente para fornecer diferentes abordagens de acordo com a patofisiologia, sintomatologia e alterações estruturais da doença. Alterações do sistema inflamatório, regulado pelas citocinas, e desequilíbrio oxidativo são cada vez mais estudados como possíveis responsáveis pela patofisiologia da esquizofrenia (SZ). O objetivo deste estudo foi investigar os níveis séricos de marcadores de estresse oxidativo e de inflamação em pacientes com início recente de doença (RO) e pacientes crônicos (CP) com SZ em remissão sintomática. Medimos dois grupos de possíveis biomarcadores séricos para estadiamento da doença: marcadores de estresse oxidativo e de defesa antioxidante (artigo 1) e marcadores inflamatórios (artigos 1 e 2). A fim de examinar os marcadores de estresse oxidativo e inflamatórios, foram selecionados vinte e dois pacientes RO (com até 10 anos de doença), trinta e nove CP (com no mínimo 10 anos de diagnóstico de SZ) e seus respectivos controles pareados. Analizamos TBARS, PCC, TRAP, IL-6, IL-10 e TNF-alfa. Encontramos aumento significativo dos níveis séricos de TBARS, IL-6 e PCC em ambos os grupos RO e CP com SZ comparados com os controles saudáveis. Não ocorreu diferença nos níveis séricos de TRAP e TNF-alfa em ambos os grupos RO e CP comparados aos seus controles. Níveis séricos de IL-10 aumentados foram encontrados no grupo CP, e ocorreu uma tendência ao aumento desta interleucina no grupo RO em comparação aos controles (artigo 1). Para caracterizar o papel das quimiocinas no curso da SZ, medimos os níveis séricos da CCL-11 (Eotaxin) e da CCL-24 (Eotaxina-2) em vinte e três pacientes RO (com até 5 anos de doença) e dezoito CP (com no mínimo 20 anos de diagnóstico de esquizofrenia) e seus respectivos controles pareados. Os níveis séricos da CCL- 24 estavam significativamente aumentados nos dois grupos de pacientes comparados com os controles. Os níveis séricos da CCL-11 não estavam diferentes nos pacientes RO, mas estavam significativamente aumentados nos CP em relação aos seus controles (artigo 2). Nossos resultados sugerem que a SZ está associada com a inflamação e que os marcadores biológicos têm níveis similares ao longo do curso da doença. Sendo assim, o conceito de estadiamento proposto para outros transtornos não é visto nesta coorte de pacientes com SZ, pelo menos para citocinas e marcadores de estresse oxidativo. Contudo, a CCL-11 parece indicar um caminho promissor na investigação de marcadores associados ao envelhecimento precoce para fins de estadiamento. / Staging models for severe mental disorders have been proposed to personalize and optimize the treatment. The logic of staging is based on accessing each patient to provide them different approaches according to the pathophysiological, symptomatomatic and structural changes of the disease. Alterations on the immune system, which is regulated by cytokines, and oxidative imbalance are increasingly being studied as potentially implicated in the pathophysiology of schizophrenia (SZ). The aim of this study was to investigate serum markers of oxidative stress and inflammation in recent onset (RO) and chronic patients (CP) with SZ in symptomatic remission. We measured two groups of potential biomarkers for staging the disease: oxidative stress and antioxidant defense serum markers (article 1) and inflammatory markers (articles 1 and 2). In order to examine serum markers of oxidative stress and inflammation, we selected twenty-two RO patients (within 10 years of disease), thirty-nine CP (minimum of 10 years after the diagnosis of SZ) and their matched controls. We analyzed TBARS, PCC, TRAP, IL-6, IL-10 and TNF-alpha. We found a significant increase in serum levels of TBARS, PCC and IL-6 in both RO and CP groups with SZ compared with healthy controls. There was no difference in TRAP and TNF-alpha serum levels in both RO and CP groups compared with their controls. IL-10 levels were increased in CP group, and an increase trend in RO group was found compared with controls (article 1). In order to characterize the role of chemokines in the course of SZ, we measured serum levels of CCL-11 (Eotaxin) and CCL-24 (Eotaxin-2) in twenty-three RO patients (within first 5 years of SZ diagnosis) and nineteen CP (minimum of 20 years after the diagnosis of SZ) and their matched controls. CCL-24 serum levels were significantly increased in both groups of patients with SZ compared with controls. CCL-11 serum levels were not different in RO, but were significantly increased in CP when compared with their controls (article 2). Our results suggest that SZ is associated with infflamation and that biological markers have similar levels throughout the course of the chronic disease. Thus, the proposed staging concept for other disorders is not seen in this cohort, at least for cytokines and oxidative stress markers. However, CCL-11 seems to indicate a promising path in the investigation of accelerated aging markers for staging.

Mucopolissacaridose do tipo I (MPS I) é uma doença de acúmulo lisossomal que leva a neurodegeneração e déficits neurológicos, entre outras conseqüências patológicas e clínicas. A ausência de estudos sobre parâmetros neurocomportamentais do modelo murino de MPS I capazes de avaliar sua função cognitiva motivou a realização deste trabalho. O primeiro nosso objetivo foi analisar parâmetros cognitivos que possam ser utilizados na avaliação de diferentes terapias e seus efeitos sobre o SNC. Durante a exploração do campo aberto, camundongos MPS I (Idua-/-) adultos mostraram locomoção e ansiedade normais, mas reduzido número de rearings. Camundongos Idua-/- tiveram uma performance normal no reconhecimento de objeto novo e mostraram memória de curta duração de esquiva inibitória normal. Entretanto a memória de longa duração de esquiva inibitória estava prejudicada. O déficit observado na esquiva inibitória não pode ser atribuído a redução na reatividade ao choque. Os resultados indicam que camundongos Idua-/- apresentam um déficit na memória de longa duração para treinamento aversivo e comportamento exploratório. O segundo objetivo foi avaliar biomarcadores de estresse oxidativo neste modelo animal. Nós avaliamos atividade enzimática antioxidante, dano a proteínas e peroxidação lipídica no telencéfalo, cerebelo, coração, pulmão, diafragma, fígado, rim, e baço. De oito órgãos analisados, sete tiveram alteração em no mínimo um parâmetro. Os resultados indicam que camundongos Idua-/- podem estar sofrendo estresse oxidativo. / Mucopolysaccharidosis type I (MPS I) is a lysosomal storage disease that leads to neurodegeneration and neurological deficits, among other pathological and clinical consequences. The absence of behavioral parameters from the MPS I mouse model motivated the accomplishment of this work. Our first objective was to analyze behavioral parameters that might be used to essay the effect of different therapies on the CNS. During exploration of an open field, adult MPS I (Idua-/-) mice showed normal locomotion and anxiety, but reduced number of rearings. Idua-/- mice performed normally in a novel object recognition memory task and showed normal short-term retention of inhibitory avoidance training. By contrast, long-term retention of inhibitory avoidance was impaired. The deficit in inhibitory avoidance memory could not be attributed to reduced footshock reactivity. The results indicate that Idua-/- mice present deficits in long-term memory for aversive training and reduced exploratory behavior. The second aim was to evaluate oxidative biomarkers on this mice model. We evaluated antioxidant enzymatic activity, protein damage and lipid peroxidation on forebrain, cerebellum, heart, lung, diaphragm, liver, kidney and spleen. From eight analyzed organs, seven had alteration on at least one parameter. The results indicate that Idua-/- mice can be under oxidative stress.

A Parada Cardiorrespiratória (PCR) é caracterizada pela parada abrupta da ventilação e circulação espontâneas. A Síndrome Pós-parada Cardiorrespiratória (SPCR) surge após a PCR, destacando-se por acarretar disfunção do miocárdio, lesão cerebral, resposta sistêmica inflamatória devido à isquemia/reperfusão, possuindo importante causa de mortalidade em todo o mundo. O processo de isquemia/reperfusão gerado pela PCR contribui para o dano tecidual, em parte pela geração de espécies reativas. A formação de espécies reativas pode tanto gerar dano direto em biomoléculas como lipídeos, DNA e proteínas quanto alterar a composição celular de antioxidantes enzimáticos e não enzimáticos, componentes de diferentes vias celulares como apoptose e necrose e ativar inflamação. O objetivo do estudo (observacional, coorte prospectivo) foi analisar, em humanos, o perfil do processo de estresse oxidativo na SPCR acompanhando os pacientes durante as diferentes fases da síndrome. Foi coletado sangue total de 30 pacientes pós-PCR 6, 12, 36 e 72 horas após a ressuscitação bem sucedida, os quais se encontravam internados na Unidade de Terapia Intensiva (UTI) do Hospital Nossa Senhora da Conceição – Grupo Hospitalar Conceição (HNSC-GHC) de Porto Alegre (entre maio de 2011 a novembro de 2012). Excluíram-se pacientes menores de 18 anos, vítimas de trauma, pós-operatório imediato (<7 dias), gestantes e pacientes terminais. O dano em biomoléculas foi analisado através da dosagem de grupos carbonil (proteínas), malondialdeído (MDA) (lipídeos) e nitritos/nitratos, além da dosagem da proteína S100B como um marcador de dano neuronal; os antioxidantes enzimáticos através da atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), glutationa S-tranferase (GsT) e consumo de H2O2; antioxidantes não-enzimáticos através da concentração de glutationa (total (tGSH), reduzida (GSH) e oxidada (GSSG)) e vitamina C. Além disso, dados clínicos e bioquímicos foram fornecidos pelo hospital, como pH, glicose, lactato, hemoglobina, hematócrito, proteína-C reativa e eletrólitos. Dos 30 pacientes, 60% eram homens e apenas 18 sobreviveram durante todo o período de coleta (72h pós-PCR). A análise estatística foi realizada através do teste The Generalized Estimation Equations (GEE). Os pacientes apresentaram em três dos quatro momentos de coleta médias correspondentes à acidose e lactato com valores superiores aos considerados normais em todos os momentos. Os níveis de hemoglobina diminuiram significativamente do primeiro dia para o último. Os níveis de proteína-C reativa aumentaram significativamente do primeiro dia para o último e os valores médios de todos os momentos foram altos comparados com valores normais. Os níveis de nitritos/nitratos em eritrócitos encontraram-se significativamente mais elevados no último momento do que no penúltimo. Os níveis de tGSH, GSH e GSSG diminuíram significativamente do primeiro momento para o terceiro. Também foram realizadas análises desses parâmetros comparando homens e mulheres. A atividade de GsT teve aumento das 6 para 36 h pós-PCR. Mulheres apresentaram variações significativas nos níveis de glicose (relacionado a hiperglicemia), com o valor mais alto nas 72h pós-PCR. Homens tiveram variação nos níveis de GSSG, tendo seu menor valor 36h pós-PCR, bem como diminuição do consumo de H2O2 de 6h para 36h pós-PCR. Concluise que o estresse oxidativo não influencia no processo da SPCR somente nos momentos iniciais deste, mas continua sua influência ao longo de todas as fases. Além disso, homens e mulheres possuem resposta fisiológica diferente à SPCR. Enfatizando que este é o primeiro trabalho comparando as diferenças entre os sexos nesta síndrome em humanos com um número maior de parâmetros analisados. / Cardiac arrest (CA) is characterized by the abrupt stop of spontaneous ventilation and circulation. The Post- Cardiac Arrest Syndrome (Post-CA Syndrome) arises after CA, distinguished by cause myocardial dysfunction, brain injury, systemic inflammatory response due to ischemia/reperfusion, having important cause of mortality worldwide. The process of ischemia/reperfusion generated by CA contributes to tissue injury, in part by generating reactive species. The formation of reactive species can generate both direct damage to biomolecules such as lipids, DNA and proteins and alter the cellular composition of enzymatic and non-enzymatic antioxidants, components of different cellular pathways such as apoptosis and necrosis and activate inflammation. The objective of the study (observational, prospective cohort study) was to analyze, in humans, the profile of the process of oxidative stress in SPCR accompanying patients during different stages of the syndrome. Whole blood of 30 patients post-CA 6, 12, 36 and 72 hours were collected after successful resuscitation, which were admitted to the Intensive Care Unit (ICU) of the Hospital Nossa Senhora da Conceição - Conceição Hospital Group (HNSC - GHC) of Porto Alegre (from May 2011 to November 2012). We excluded patients younger than 18 years, victims of trauma, immediate postoperative period (< 7 days), pregnant and terminally ill patients. The damage to biomolecules was examined through measurement of carbonyl groups (proteins), malondialdehyde (MDA) (lipids) and nitrites/nitrates, dosage of S100B protein as a marker of neuronal damage, through enzymatic activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), glutathione S-transferase (GST) and consumption of H2O2; non-enzymatic antioxidants through the concentration of glutathione (total (tGSH) , reduced (GSH) and oxidized (GSSG)) and vitamin C. In addition, biochemical and clinical data were provided by the hospital, such as pH, glucose, lactate, hemoglobin, C-reactive protein and electrolytes. Of the 30 patients, 60 % were men and only 18 survived throughout the collection period (72h post- CA). Statistical analysis was performed using Generalized Estimation Equations test (GEE). Patients reported in three of four times average collection corresponding to acidosis and lactate values over that considered normal at all times. Hemoglobin decreased significantly from the first day to the last. The C-reactive protein increased significantly from the first day to the last, and the averages of all times were high compared with normal values. Nitrites/nitrates found in erythrocytes were significantly higher than the last time in the penultimate. tGSH, GSH and GSSG decreased significantly from the first moment to the third. We also did the analysis of these parameters comparing men and women. Women showed significant variations in glucose levels (hyperglycemia associated) with the highest value at 72h post-CA. GsT activity had decreased from 6 to 36 h post-CA. Men had a variation in the levels of GSSG, having its lowest value 36h post-CA as well as reducing the consumption of H2O2 6h for 36h post-CA. We conclude that oxidative stress does not influence the process of SPCR only in the early moments of this, but his influence continues throughout all stages. In addition, men and women have different physiological response to Post-CA Syndrome. Emphasizing this is the first study to compare differences between genders in this syndrome in humans with a greater number of parameters analyzed. Key words: Post cardiac arrest syndrome, cardiac arrest, oxidative stress.

Uma complexa maquinaria molecular é responsável pelo desenvolvimento cardíaco, e qualquer alteração nesta maquinaria pode ocasionar cardiopatias congênitas. Nesse sentido, lipídeos bioativos e espécies reativas de oxigênio (ERO) podem apresentar importante papel durante a regulação da morfogênese cardíaca. Os lipídeos bioativos apresentam papel na sinalização celular, sendo relacionados à pluripotência e diferenciação. Adicionalmente, ERO são essenciais para o desenvolvimento cardíaco, contudo, a excessiva produção de ERO está diretamente associada à malformação da estrutura do coração. Nesse sentido, ERO podem promover o acúmulo de ceramida e reduzir a síntese de esfingosina-1-fosfato, gerando alterações na concentração de esfingolipídeos. Desta forma, esta dissertação de mestrado revisa a relação entre lipídeos bioativos e ERO, descrevendo o impacto desta relação no desenvolvimento e malformações da estrutura cardíaca. Posteriormente, são utilizados dados transcritômicos e ferramentas de quimio-biologia de sistemas para avaliar as funções potenciais de lipídeos bioativos durante o desenvolvimento cardíaco de Mus musculus. Os dados obtidos indicam que os lipídeos bioativos estão relacionados com a morfogênese cardíaca, associados à expressão gênica, rearranjo do citoesqueleto, motilidade e adesão celular. Esses lipídios podem participar da resposta celular a estímulos externos, alterando a dinâmica da membrana plasmática e influenciando a morfogênese cardíaca através da remodelagem da matriz extracelular. Adicionalmente, esses lipídios podem mediar o estímulo de secreção de citocinas, como IL-6, além da regulação da mobilização de Ca2+ e da atividade de fatores de crescimento. / A complex molecular machinery is responsible for the control of cardiac development, where any disruption of this system leads to congenital cardiopathies. In this sense, bioactive lipids and reactive oxygen species (ROS) show important roles in regulating cardiac morphogenesis. Bioactive lipids are observed in cellular signaling processes, and have been reported to be necessary for cellular pluripotency and differentiation. Additionally, redox homeostasis is crucial during embryonic development, since excessive ROS production is directly related to malformations of cardiac structures. In this sense, ROS can promote ceramide accumulation and reduce sphingosine-1-phosphate synthesis, generating an imbalance in the sphingolipid concentration. Thus, this master’s degree dissertation reviews the relationship between bioactive lipids and ROS, describing the impact of this relationship during cardiac structure development and malformations. Henceforth, transcriptomic data and systems chemo-biology tools were employed to evaluate the potential role of bioactive lipids during cardiac development in Mus musculus. Our analysis indicated that bioactive lipids are related to cardiac morphogenesis, gene expression, cytoskeletal rearrangement, cell adhesion and motility. Bioactive lipids can participate in the cellular response to external stimuli, altering the plasma membrane dynamics and influencing cardiac morphogenesis through the remodeling of the extracellular matrix. Additionally, these lipids may mediate the stimulation of cytokines release, such as IL-6, regulate the Ca2+ mobilization and the activity of growth factors.

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