Gama-decanolactona (GD) é um composto monoterpeno com estrutura semelhante às lactonas naturais, que estão presentes em diferentes espécies e são usadas como terapia farmacológica na região amazônica. GD mostrou um efeito anticonvulsivo em ambos os modelos de pentilenotetrazol (PTZ) agudo e crônico e atua como um antagonista de glutamato não-competitivo. Considerando estudos anteriores sobre atividades biológicas de GD, o presente estudo teve como objetivo explorar o seu perfil anticonvulsivante em diferentes modelos de epilepsia em camundongos e sobre parâmetros de estresse oxidativo, neuroinflamação e genotoxicidade em células microgliais N9. A atividade anticonvulsiva de GD (100 e 300 mg/kg) foi investigada em convulsões induzidas por aminofilina, isoniazida, picrotoxina, 4-aminopiridina (4-AP) e pilocarpina em camundongos machos. Os animais receberam uma administração de solução salina (SAL), GD ou diazepam (DZP 2 mg/kg), de controle positivo e após 30 min receberam os seguintes agentes convulsivos: aminofilina, isoniazida, picrotoxina, 4-AP ou pilocarpina. Os parâmetros avaliados durante 1h foram a latência para a primeira convulsão, a porcentagem de convulsões e a taxa de mortalidade. A fim de avaliar a neurotoxicidade de GD 100 e 300 mg/kg, foi realizado o teste de desempenho de rotarod. O tempo para cair do rotarod foi gravado em diferentes momentos após a administração GD. E por último foi avaliado o desempenho de GD 100 e 300 mg/kg no teste de sono induzido por DZP (17 mg/kg). Os resultados demonstraram que GD foi capaz de aumentar a latência para a primeira convulsão induzida pela aminofilina, isoniazida, 4-AP e pilocarpina, mas não para picrotoxina. No teste de rotarod, GD 300 mg/kg reduziu o tempo de latência para cair da barra após 30 min de administração, mas não após 60, 90 ou 120 min. GD 300 mg/kg aumentou a latência do sono induzido pro DZP. Os resultados acima revelaram que GD apresentou um efeito anticonvulsivo nos modelos de epilepsia utilizados neste estudo, principalmente na dose de 300 mg/kg, bem como o tempo de latência para a primeira convulsão, sugerindo que GD pode modular as vias da adenosina e afetar os canais de potássio, direta ou indiretamente. O papel de GD sobre o estresse oxidativo em status epilepticus (SE) foi investigado medindo a produção de espécies reativas de oxigênio (EROS), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), teor de nitrito, e os danos do DNA induzidos por pilocarpina no córtex cerebral de camundongos. GD foi capaz de aumentar as atividades de SOD e CAT, diminuir a produção de EROS, NO e danos no DNA durante o estabelecimento de SE no córtex cerebral. Estes dados sugerem que as enzimas SOD e CAT são o principal sistema de eliminação de radicais livres, e GD fornece neuroproteção contra o aumento do estresse oxidativo no cérebro. Um modelo clássico para investigar se uma droga atua modulando a neuroinflamação é utilizar a linhagem celular N9 (célula neuronal da microglia murina) ativada com o químico lipopolissacárideo (LPS), que sabidamente, provoca inflamação. Assim, investigou-se o efeito da GD sobre parâmetros inflamatórios e apoptóticos nesse sistema. Avaliou-se a expressão protéica por western blotting das seguintes proteínas: óxido nítrico sintetase induzível (iNOS) e fator de necrose tumoral-alpha (TNF-α), p-38 fosforilada e não fosforilada. Avaliou-se também a atividade da caspase 9-clivada e a formação de EROS por citometria de fluxo bem como o dano ao DNA pelo ensaio cometa alcalino. Nos resultados in vitro, GD atenuou a ativação de células N9 microglias, inibiu a formação de EROS intracelular e a expressão de iNOS e TNF-α induzidas por LPS nas células. Além disso, GD bloqueou a fosforilação da p38, inibiu a caspase-9 clivada e o dano ao DNA. Estes dados indicam que GD tem um potencial terapêutico neuroprotetor e que exerce os seus efeitos através da inibição da inflamação. / Gamma-decanolactone (GD) is a monoterpene compound similar to natural lactones in structure, which are present in different species and are used as remedy in the Amazonian region. GD shows an anticonvulsant effect in both the acute and chronic pentileneterazole (PTZ) models and acts as a non-competitive glutamate antagonist. Considering previous studies on biological activities of GD, the present study aimed to explore its anticonvulsant profile in different epilepsy models in mice and on oxidative stress parameters in N9 cell. The anticonvulsant activity of GD (100 and 300 mg/kg) was investigated on seizures induced by aminophylline (AMPH), isoniazid (INH), picrotoxin (PCT), 4-aminopyridine (4-AP) an pilocarpine (PIL) in male mice. The animals received one administration of saline (SAL), GD or the positive control diazepam (DZP 2 mg/kg), and after 30 min they received the following convulsant agents: AMPH, INH, PCT, 4-AP or PIL The parameters evaluated during 1h were the latency to first seizure, the occurrence of seizure and the mortality rate. In order to evaluate the neurotoxicity of GD 100 and 300 mg/kg, the rotarod performance test was performed. The time to fall of the rotarod was recorded at different times after the GD administration. The results demonstrated that GD was able to extend the latency to first seizure induced by AMPH, INH, 4-AP and PIL, but not PCT. In the rotarod test GD 300mg/kg reduced the latency to fall of the bar just at 30 min after the administration, but not at 60, 90 or 120 min. The above results revealed that GD presented an anticonvulsant effect in the epilepsy models used in this study, especially at the dosage of 300mg/kg, as well as the latency to the first seizure, suggesting that the GD could modulate the adenosine and GABA pathways and affect potassium channels directly or indirectly. The role of gamma-decanolactone (GD) on oxidative stress in pilocarpine-induced SE was investigated by measuring ROS production, superoxide dismutase and catalase activities, nitrite content, and DNA damage in the mice cerebral cortex. GD was able to increase the superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities, decreased the ROS, NO production, and DNA damage during the SE establishment in the cerebral cortex. These data suggest that the cortex use SOD and CAT enzymes as the major free-radicals scavenging system, and GD provides neuroprotection against the increase of oxidative stress in the brain. Because previous works have consistently demonstrated the N9 microglial-neuronal system for neuroinflammation investigations, these cells are considered appropriate for this kind of research. To investigate the inhibitory effect of GD on the production of ROS and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in lipopolysaccharide (LPS) - stimulated N9 murine microglial cells through the p38 MAPK signaling pathway. The results in vitro the GD attenuated the activation of N9 cells and inhibited intracellular ROS and the expression of iNOS and TNF-α induced by LPS in the cells. In addition, GD blocked the phosphorylation of p38 and inhibited cleaved caspase-9 and DNA damage. These data indicate that GD has therapeutic potential for the treatment of neurodegenerative diseases, and that it exerts its effects by inhibiting inflammation.

Doenças cardiovasculares estão intimamente relacionadas ao estresse oxidativo, o qual leva à produção aumentada de espécies reativas do oxigênio e nitrogênio (ERO e ERN), e o acúmulo destas pode representar uma perturbação no estado de equilíbrio entre pró-oxidantes/antioxidantes. Este cenário está relacionado com o desenvolvimento de inúmeras doenças. Por isso, estimular o aumento das defesas antioxidantes é uma estratégia eficaz na redução dano oxidativo. Desta forma, o uso do pterostilbeno, um polifenol encontrado em frutas pretas (tal como mirtilo), pode ser uma relevante estratégia de intervenção terapêutica a ser considerada. Os estilbenos apresentam a capacidade de aumentar as defesas antioxidantes, reduzindo, dessa maneira, ação deletéria das ERO. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o efeito protetor de diferentes concentrações de pterostilbeno em cultura de mioblastos cardíacos (células H9c2) e tecido cardíaco in vitro submetidos ao a dano oxidativo. Mioblastos cardíacos foram submetidas à incubação com diferentes doses de pterostilbeno (curva de dose: 50, 100 e 150 μM), 24 horas antes da indução ao dano oxidativo por peróxido de hidrogênio (H2O2 - 6,67μM), durante 10 min. O estudo foi desenvolvido com três grupos distintos para células em cultura: G1– somente cultura de células H9c2 com meio DMEM; G2 - cultura de células H9c2 submetidas ao dano oxidativo induzido pelo H2O2; G3 - cultura de células H9c2 somente com incubação de pterostilbeno (50 μM) e dano oxidativo induzido pelo H2O2. Já o tecido cardíaco foi homogeneizado e pré-incubado com pterostilbeno (25 e 50 μM) pelo período de 1 h, e submetido ao dano oxidativo por um sistema gerador de radical hidroxil (solução contendo FeCl2, ácido ascórbico e H2O2) durante 30 minutos. Os grupos foram alocados em: G1- homogeneizado de tecido sem intervenção (grupo Controle); G2 – homogeneizado de tecido com pterostilbeno (25 μM); G3 - homogeneizado de tecido com pterostilbeno (50 μM); G4 – Grupo submetido apenas ao dano oxidativo por meio do sistema gerador de radical hidroxil; G5 - grupo com pterostilbeno 25 μM associado ao dano oxidativo; G6 - grupo com pterostilbeno 50 μM associado ao dano oxidativo. A viabilidade celular dos mioblastos em cultura foi avaliada por meio do ensaio de MTT. Os marcadores de estresse oxidativo foram avaliados pela dosagem de carbonilas, lipoperoxidação por TBA-RS e níveis de EROs totais. Atividade das enzimas antioxidantes (superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase) e níveis totais de sulfidrilas foram mensurados em ambos os experimentos. Foi observado que os modelos de dano oxidativo induzido em ambas as condições experimentais foram efetivos, pois estes causaram redução da viabilidade celular dos mioblastos cardíacos, assim como aumentando os níveis de EROs, carbonilas e lipoperoxidação no tecido cardíaco in vitro. Adicionalmente, foi constatado aumento na atividade da catalase, nas células em cultura como resposta contra regulatória ao estresse. Entretanto, no homogeneizado cardíaco houve redução na atividade da catalase e da glutationa peroxidase, nos grupos submetidos ao estresse. Por outro lado, o pterostilbeno foi efetivo na indução da atividade da superóxido dismutase no tecido cardíaco, assim como na redução dos níveis de EROs totais após incubação com o sistema gerador de radical hidroxil. Tomados em conjunto, os dados sugerem que o pterostilbeno sem associação com estresse, demonstrou ação benéfica. A substância, entretanto, mostrou efeitos distintos em células e tecido submetidos ao estresse oxidativo. Dessa maneira, são necessários mais estudos, como estudos in vivo, a fim de aumentar a complexidade do sistema e entender a substância de forma plena, visto que os marcadores antioxidantes que aumentaram no experimento celular e tecidual não foram os mesmos.

A amônia é uma neurotoxina implicada em desordens metabólicas cerebrais associadas com hiperamonemia. A neurotoxicidade aguda da amônia pode ser mediada por mecanismos excitotóxicos envolvendo o sistema glutamatérgico, incluindo a ativação do receptor NMDA e o subsequente aumento na concentração de Ca2+. O estresse oxidativo está relacionado à neurotoxicidade da amônia e o óxido nítrico parece estar envolvido nesta condição. Os astrócitos desempenham um papel essencial na proteção dos neurônios contra excitotoxicidade por captar o excesso de amônia e glutamato e convertê-los em glutamina, usando a enzima glutamina sintetase, e também protegendo contra o estresse oxidativo. A proteína S100B, particularmente a S100B extracelular, é usada como parâmetro de ativação ou comprometimento em várias situações de dano cerebral, incluindo hiperamonemia. Antioxidantes, como o resveratrol, apresentam muitos efeitos biológicos, incluindo a modulação de parâmetros gliais como a captação de glutamato, a atividade da glutamina sintetase e a secreção de S100B. Neste estudo, foi investigado o efeito de antioxidantes sobre a secreção de S100B induzida pela amônia em células astrogliais. O resveratrol foi capaz de prevenir o aiumento da secreção de S100B, após 24 h de exposição à amônia, provavelmente via inibição de óxido nítrico e proteína cinase A (PKA). Então, o resveratrol pode ser um possível agente protetor contra a neurotoxicidade induzida pela amônia. / Ammonia is a neurotoxin implicated in brain metabolic disorders associated with hyperammonemia. Acute ammonia neurotoxicity can be mediated by excitotoxic mechanism involving glutamatergic system, including NMDA receptor activation and subsequent increase in intracellular Ca2+ concentration. Oxidative stress is related to ammonia neurotoxicity and nitric oxide can be involved in this condition. Astrocytes play an essential role in protecting neurons against excitotoxicity uptake excess ammonia and glutamate and converting it into glutamine, using enzyme glutamine synthetase and also protected against oxidative stress. S100B protein, particularly extracellular S100B, is used as a parameter of glial activation or commitment in several situations of brain injury, including hyperammonemia. Antioxidants, such as resveratrol, showed many biological effects, including modulation of glial parameters as glutamate uptake, glutamine synthetase activity and S100B secretion. In this study, we investigated the effect of antioxidants on S100B secretion induced by ammonia in astroglial cells. Resveratrol was able to prevent the increase of S100B secretion, after 24 h ammonia exposure, probably via nitric oxide and protein kinase A (PKA) inhibition. Then, resveratrol may be a possible protective agent against neurotoxicity induced by ammonia.

A hipertensão arterial pulmonar afeta milhares de pessoas ao redor do mundo anualmente, causando, a longo prazo, insuficiência cardíaca direita e morte. Em alguns estudos já foi demonstrado que a hipertensão arterial pulmonar está relacionada com altos níveis de estresse oxidativo. Estratégias que possibilitem diminuir o estresse oxidativo, como o exercício, podem ser importantes adjuvantes no tratamento dessa doença. Poucos estudos até o momento relacionaram a tríade hipertensão arterial pulmonar, estresse oxidativo e exercício físico. Desses, todas as análises foram feitas no músculo cardíaco. Considerando que a baixa capacidade de realizar exercício físico é uma característica bastante presente nessa doença, esse estudo foi feito com o objetivo de avaliar o estresse oxidativo na musculatura esquelética (gastrocnêmio) de ratos com hipertensão arterial pulmonar submetidos a um treinamento físico aeróbio. Os resultados deste trabalho mostraram que os animais sedentários que receberam monocrotalina apresentaram hipertrofia ventricular direita e aumento de pressões ventriculares sistólica e diastólica final direita. Além disso, a monocrotalina aumentou as pressões sistólica e diastólica do ventrículo direito, conseguindo o exercício diminuir significamente a pressão diastólica ao final do protocolo. Esses dados hemodinâmicos sugerem que o modelo de hipertensão pulmonar foi estabelecido nesse trabalho. Em relação ao estresse oxidativo, no músculo gastrocnêmio, ocorreu um aumento de produção de peróxido de hidrogênio, acompanhado de um aumento da expressão de SOD, sem a compensação de enzimas antioxidantes que o removessem, como catalase e GPx. Mais do que isso, a atividade da GPx diminuiu nesse grupo. Essa resposta pode ser determinante para a presença de dano lipídico, também observado nesse grupo. Tratando-se da relação GSH/GSSG, não foram observadas diferenças significativas bem como na atividade da GR. Por fim, apenas esse grupo mostrou aumento de GST, sugerindo que glutationa está sendo consumida para metabolizar a monocrotalina injetada. Em relação aos animais submetidos à administração de monocrotalina que treinaram, embora a produção de peróxido de hidrogênio também estivesse aumentada, um acréscimo na expressão proteica e na atividade da catalase foi observado bem como um aumento da atividade da GPx. A presença dessa compensação do sistema antioxidante pode ter contribuído para evitar a lipoperoxidação no gastrocnêmio desses animais, apesar da concentração elevada de peróxido de hidrogênio. Assim como no outro grupo, a SOD apresentou-se elevada, explicando o aumento de peróxido de hidrogênio e não foram observadas diferenças na relação GSH/GSSG bem como na atividade da GR. Esses dados em conjunto mostram que o exercício físico, apesar de não diminuir a concentração de peróxido de hidrogênio produzida no músculo gastrocnêmio dos animais que possuem hipertensão arterial pulmonar, foi capaz de induzir uma adaptação antioxidante eficiente que evitou o dano lipídico às células desse tecido - outrora observado nos animais sedentários. Essa é uma resposta altamente benéfica para a presente população, sugerindo que o estresse oxidativo está envolvido com a disfunção muscular presente na musculatura esquelética. Nesse sentido, futuras investigações devem ser realizadas a fim de melhor entendermos os mecanismos moleculares através dos quais o exercício modula essa resposta, contribuindo para uma melhor qualidade de vida na população que apresenta hipertensão arterial pulmonar. / Pulmonary arterial hypertension affects thousands of people around the world annually, causing right heart failure and death. In some studies it has been shown that pulmonary arterial hypertension is associated with high levels of oxidative damage. Strategies that allow reducing oxidative stress, as exercise training, may be important adjuvants in the treatment of this disease. Few studies until now have related the triad pulmonary arterial hypertension, oxidative stress and exercise. Of these, all analyzes were done to cardiac muscle. Whereas the low ability to perform physical exercise is an important characteristic present in this disease, this study was done to evaluate oxidative stress in skeletal muscles (gastrocnemius) of rats with pulmonary hypertension undergoing aerobic training. The results of the study showed that the monocrotaline-sedentary animals had ventricular hypertrophy and right ventricular systolic and end-diastolic pressures increased. Moreover, monocrotaline increased systolic and diastolic right ventricular pressures, and the exercise was able to decrease significantly the diastolic pressure at the end of the protocol. These hemodynamic data suggest that the model of pulmonary hypertension was well established in this work. In relation to oxidative stress in gastrocnemius muscle, there was a higher production of hydrogen peroxide, accompanied by an increased expression of SOD, without compensation of antioxidant enzymes such as catalase and GPx. Moreover, the GPx activity decreased in this group. This response may be crucial to the presence of lipid damage, also observed in this group. In the case of GSH / GSSG, no significant differences were observed as well as in GR activity. Finally, only this group showed an increase in GST, suggesting that glutathione is being consumed to metabolize injected monocrotaline. For moocrotaline-trained animals, although the production of hydrogen peroxide was also increased, a raise in protein expression and activity of catalase was observed as well as an increase in GPx activity. The presence of the antioxidant system compensation may have contributed to prevent lipid peroxidation in the gastrocnemius of these animals, despite the high concentration of hydrogen peroxide. As in the other group, SOD appeared high, explaining the increase of hydrogen peroxide and no differences were observed in the GSH / GSSG as well as in GR activity. These data together show that physical training, although not decrease the concentration of reactive oxygen species produced in the gastrocnemius muscle of animals with pulmonary hypertension, was able to induce an efficient adaptation antioxidant which prevented damage to the cells of that tissue lipid - previously observed in sedentary animals. This is an answer highly beneficial for this population, suggesting that oxidative stress is involved in muscle dysfunction present in skeletal muscle. Accordingly, future research should be conducted to better understand the molecular mechanisms by which exercise modulates this response, contributing to a better quality of life in the population that develops pulmonary arterial hypertension.

Resumo não disponível

A hipertensão é considerada um importante fator de risco cardiovascular devido a sua interação com diferentes mecanismos patológicos. As espécies reativas de oxigênio vem sendo reconhecidas como importantes fatores no desenvolvimento de doenças cardiovasculares, dentre elas a hipertensão. Por outro lado, o exercício tem sido recomendado como uma medida não-farmacológica no tratamento antihipertensivo. Uma vez que a cessação da rotina de exercícios é extremamente comum, tanto em indivíduos hígidos como hipertensos, buscou-se avaliar os efeitos do destreinamento nos sistemas reguladores da pressão arterial (PA) e no seu controle, bem como a relação destes com o estresse oxidativo em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Assim, este estudo foi realizado com ratos machos SHR, com 20 semanas, divididos em três grupos: controle (C), treinado (T) e destreinado (D). O protocolo de exercício de moderada intensidade (20 m/min) foi realizado por 10 semanas em esteira ergométrica. Após este período, o grupo D foi submetido a 4 semanas de destreinamento. Foram avaliadas as respostas bradicárdicas e taquicárdicas do barorreflexo, bem como a sensibilidade do reflexo cardiopulmonar. Foram avaliadas também as pressões intraventriculares sistólica e diastólica. O estresse oxidativo foi medido no sangue e coração. O treinamento físico diminui a PAM do grupo T, quando comparado ao C; o exercício promoveu incremento da sensibilidade barorreflexa e dos receptores cardiopulmonares a serotonina. Estas adaptações induzidas pelo exercício se mantiveram no grupo D em relação ao C. O estresse oxidativo cardíaco diminui significativamente no grupo T comparado ao C, redução observada também no grupo D. Houve incremento da atividade da catalase nos eritrócitos do grupo T em relação ao C, bem como incremento da atividade da glutationa peroxidase no coração; estes resultados se mantiveram após as 4 semanas de destreinamento. Como conclusão, as adaptações induzidas pelo exercício se mantiveram após as 4 semanas de destreinamento nos animais SHR, sugerindo que o estes animais apresentam benefícios derivados do treinamento que atenuam os efeitos deletérios da hipertensão sobre o sistema cardiovascular. / Hypertension is considered an important risk factor for cardiovascular diseases due to its interaction with differents pathological mechanisms. The oxygen reactive species have been recognized as important factors on cardiovascular diseases development, just like hypertension. On the other hand, exercise has been recognized as a very good non-pharmacological approach on the antihypertensive treatment. Once the cessation of exercise routine is extremely common in healthy and hypertensive people, we have investigated the effects of detraining in the systems that regulate blood pressure (BP) and reflex control of the heart. We also investigated the effects of detraining in the oxidative stress in spontaneously hypertensive rats (SHR). Thus, 20-weeks old SHR were divided in three groups: control (C), training (T) and detraining (D). The moderate-intensity exercise protocol (20 m/min) was accomplished in a treadmill for 10 weeks. After that, D underwent a 4 weeks detraining period to study: (1) the bradycardic and tachycardic baroreflex responses and cardiopulmonary reflex sensitivity were assessed; (2) the left ventricular chamber was assessed to determine end diastolic and sistolic pressure and (3) oxidative stress was measured in blood and heart tissues. Our results demonstrated that physical exercise decreased BP in T group as compared to C; exerise enhanced baroreflex response and cardiopulmonary receptors sensitivity to serotoninergic stimulus in T group compared to C; the exercise-induced adaptations were preserved in D group when compared to C group; the cardiac oxidative stress was reduced in trainig and detraining rats. Catalase activity, measured in erythrocytes, was increased in T group compared to C, while there was an increase in the heart gluthatione peroxidase activity after training, which it was also observed after detraining period. In conclusion, eventhought after 4 weeks of detraining in SHR, the benefits due to exercise training were still present.

A hiperglicemia é uma característica do diabetes mellitus responsável por complicações micro e macrovasculares, que são a principal causa de morbidade/mortalidade em pacientes diabéticos, representando um problema clínico e econômico. Diante de um quadro de hiperglicemia, o aumento na produção de espécies reativas de oxigênio aumenta a atividade de rotas metabólicas que causam dano vascular. Células-tronco mesenquimais (MSCs) são células multipotentes que têm sido vistas como uma atraente ferramenta para o estudo de terapia celular em diversas doenças como diabetes mellitus tipo 1. Devido à origem perivascular das MSCs, elas podem ser alvos da hiperglicemia, levando a um aumento do estresse oxidativo. O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar alterações ultra-estruturais e parâmetros de estresse oxidativo de MSCs derivadas de pâncreas e rim de camundongos NOD diabéticos, NOD não diabéticos, e BALB/c. Nossos resultados mostram um aumento do estresse oxidativo causado pela hiperglicemia em MSCs de camundongos NOD diabéticos. Estas células mostraram uma mudança expressiva na morfologia ultraestrutural das mitocôndrias, aumento na produção de espécies reativas, desequilíbrio da atividade de enzimas antioxidantes e dano oxidativo em proteínas em comparação com os controles não diabéticos, NOD e BALB/c. / Hyperglycemia is a characteristic of diabetes mellitus responsible for micro- and macro- vascular complications which are the main cause of morbidity/mortality in diabetic patients representing a clinical and economic issue. Under hyperglycemic conditions the increase in reactive oxygen species production activates four main pathways that cause vascular damage. Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells which have been seen as attractive tools in cell therapy for many diseases such as diabetes mellitus type 1. Due to the perivascular origin of MSCs they can be affected by hyperglycemia which increases oxidative stress. Our aim in this study was evaluate and compare ultrastructural changes and oxidative stress parameters on MSCs derived from pancreas and kidney of diabetic NOD mice, nondiabetic NOD mice and BALB/c mice. Our results show an increase of oxidative stress caused by hyperglycemia in MSCs from diabetic NOD mice (NOD+). These NOD+MSCs showed an expressive change in ultrastructural morphology of mitochondria, an increase in reactive species content, imbalance of antioxidant enzymes activity and an oxidative damage in proteins compared to no diabetic controls NODand BALB/c.

A Doença Hepática Gordurosa Não Alcoólica (DHGNA) é uma doença de alta incidência e difícil diagnóstico relacionada principalmente com a obesidade e o diabetes. Pode se manifestar desde uma forma de estatose simples progredindo para a esteatohepatite, caracterizada pela presença de infiltrado inflamatório e até mesmo para formas mais graves, como cirrose e carcinoma hepatocelular. Apesar do envolvimento da obesidade e do diabetes no desenvolvimento da DHGNA, ainda não estão claros os fatores que contribuem para a progressão da doença. O estudo experimental tem como objetivo avaliar o estresse oxidativo e nitrosativo hepático em um modelo experimental de diabetes. O estudo clínico tem como objetivo avaliar marcadores de estresse oxidativo e o envolvimento das proteínas de choque térmico na progressão da doença hepática gordurosa não alcoólica. Foi utilizado um modelo de diabetes experimental em ratos wistar (21) induzidos através de estreptozotocina. Foi avaliado o estresse oxidativo hepático através da medida das substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e o estresse nitrosativo hepático através da expressão da iNOS e nitrotirosina pelo método Western Blot. Também foi avaliada a expressão da p65 representando a ativação do NFƙB hepático no modelo. No estudo em humanos, foram avaliados pacientes com obesidade grave (95) e diagnóstico de Doença Hepática Gordurosa não Alcoólica diagnosticada através de biópsia hepática no trans-operatório da cirurgia bariátrica. Os pacientes foram divididos nos grupos esteatose (ST), esteatohepatite (SH) e esteatohepatite + fibrose (SH+F) através de análise da biópsia por um patologista cegado. Foram avaliados marcadores metabólicos e antropométricos, assim como provas de função hepática. O estresse oxidativo sistêmico foi avaliado através do TBARS e atividade da SOD plasmática. A expressão das proteínas HSP70, HSF-1, JNK1, JNK2, p-JNK1 e p-JNK 2 foram avaliadas no fígado e tecido adiposo dos pacientes através do método Western Blot. A expressão e distribuição da HSF-1 e HSP70 também foram avaliadas no tecido hepático através da imunofluorescência. No modelo experimental de diabetes, foi observado um aumento da lipoperoxidação e da expressão da iNOS, nitrotirosina e p65 no fígado do grupo de animais diabéticos. No estudo clínico, foi observado um aumento significativo do estresse oxidativo sistêmico dos pacientes e na resistência insulínica do grupo SH e SH+F quando comparados ao grupo ST. A expressão da HSP70 e HSF-1 foi menor com a progressão da doença enquanto a ativação da JNK foi maior. A obesidade e o diabetes promovem aumento do estresse oxidativo hepático e deprimem a via anti-inflamatória HSP70 contribuindo para a progressão da DHGNA. / Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a disease of high incidence and difficult diagnosis mainly related to obesity and diabetes. Can manifest from a form of simple steatosis to steatohepatitis, characterized by the presence of inflammatory infiltrate, and even more severe forms, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Despite the involvement of obesity and diabetes in the development of NAFLD, are still not clear the factors that contribute to disease progression. The experimental study aims to evaluate the hepatic oxidative and nitrosative stress in an experimental model of diabetes. The clinical study aims to evaluate oxidative stress markers and the involvement of heat shock proteins in the progression of nonalcoholic fatty liver disease. We used a model of experimental diabetes in Wistar rats (21) induced by streptozotocin. We evaluated the hepatic oxidative stress by measuring substances that react with thiobarbituric acid TBARS and nitrosative stress through the hepatic expression of iNOS and nitrotyrosine by western blot method. We also analyzed the expression of p65 representing NFƙB activation. In the clinical study, was evaluated patients with severe obesity (95) and diagnosis of nonalcoholic fatty liver disease diagnosed by liver biopsy obtained during bariatric surgery. Patients were divided into steatosis group (ST), steatohepatitis (SH) and steatohepatitis and fibrosis (SH + F) through analysis of biopsy by a blinded pathologist. Were evaluated metabolic markers, anthropometric data and liver function tests. The systemic oxidative stress was evaluated by TBARS and SOD activity in plasma. The expression of proteins HSP70 , HSF-1, JNK1, JNK1, p-JNK1 and p-JNK2 were evaluated in the liver and adipose tissue of patients using the western blot method. The expression and distribution of HSF-1 and HSP70 were also assessed in the liver by immunofluorescence. In experimental diabetes, we observed an increase in lipid peroxidation and expression of iNOS, nitrotyrosine and p65 in the liver of the group of diabetic animals. In the clinical study, there was a significant increase in systemic oxidative stress of patients and insulin resistance in the group SH and SH + F when compared with ST. The expression of HSP70 and HSF-1 was lower with the progression of the disease while JNK activation was greater. Obesity and diabetes promote increased hepatic oxidative stress and depress the anti-inflammatory HSP70 pathway that contributes to the progression of NAFLD.

A acidemia glutárica tipo I (AG I) causada pela deficiência severa da enzima glutaril-CoA desidrogenase, que catalisa a degradação de lisina (Lis), resulta no acúmulo predominante dos ácidos glutárico (AG) e 3-hidroxiglutárico (3HG). Visto que os mecanismos responsáveis pelos danos cortical e estriatal observados nos pacientes ainda não estão totalmente esclarecidos, avaliamos a homeostase redox em diferentes regiões cerebrais (córtex cerebral, estriado e hipocampo) e tecidos periféricos (fígado e coração) de camundongos selvagens (Gcdh+/+) e nocaute para a enzima glutaril-CoA desidrogenase (Gcdh-/-, modelo genético da AG I) com 15, 30 e 60 dias de vida. Os animais foram submetidos a uma sobrecarga de Lis através de uma injeção intraperitoneal (8 μmol/g) ou de uma dieta enriquecida com esse aminoácido (2,8 % ou 4,7% de Lis) por 60 horas ou 40 dias (2,8% de Lis). Determinamos as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), conteúdo de grupamentos sulfidrilas e formação de grupamentos carbonila, nitratos e nitritos e oxidação da 2’,7’- diclorofluoresceína (DCFH), concentrações de glutationa reduzida (GSH), bem como as atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase, glutationa redutase, superóxido dismutase, catalase e glicose-6-fosfato desidrogenase. Inicialmente verificamos que os grupamentos sulfidrilas estavam reduzidas em cérebro e as concentrações de GSH estavam diminuidas em fígado de animais Gcdh-/- de 15 dias, quando comparados aos animais Gcdh+/+ alimentados com uma dieta padrão. A injeção aguda de Lis, além de diminuir os níveis de GSH e os grupamentos tióis em animais Gcdh-/-, aumentou a formação de carbonilas e a oxidação de DCFH, bem como alterou as atividades das enzimas antioxidantes em cérebro e fígado, quando comparados aos animais Gcdh+/+ que também receberam Lis. Por outro lado, os parâmetros avaliados em camundongos de 30 dias de vida não diferiram no cérebro e tecidos periféricos dos animais Gcdh-/- em relação aos camundongos selvagens alimentados com uma dieta padrão. A injeção aguda de Lis em animais Gcdh- /- de 30 dias de vida provocou um aumento das concentrações cerebrais de AG e 3HG, sendo aproximadamente 40% mais altas no estriado quando comparadas com as observadas em córtex cerebral. A injeção aguda de Lis e a administração da dieta enriquecida com Lis em animais Gcdh-/- de 30 dias provocaram dano oxidativo lipídico e proteico e alteraram as defesas antioxidantes em estriado e córtex cerebral, mas não nos outros tecidos desses camundongos com relação aos animais Gcdh+/+. Além disso, animais Gcdh-/- de 60 dias de vida tratados com dieta padrão ou dieta enriquecida com Lis (2,8%) por 40 dias, a partir do 21º dia de vida, mostraram apenas um aumento nos níveis de TBA-RS em córtex cerebral e estriado, enquanto que outros parâmetros avaliados não foram significativamente alterados. Finalmente, através de coloração com hematoxilina e eosina, observou-se a presença de vacúolos no estriado de animais Gcdh-/- de 60 dias de vida após 40 dias de dieta rica em Lis (2,8%). Já em córtex cerebral se encontraram vacúolos nos animais Gcdh-/- com dieta padrão, o que não foi acentuado pela sobrecarga de Lis. Concluindo, presumimos que uma alteração da homeostase redox celular causada por sobrecarga de Lis, principalmente nos estágios iniciais do desenvolvimento, possa contribuir para a patogênese do dano cerebral particularmente estriatal na AG I. / Glutaric acidemia type I (GA I) is an organic acidemia caused by the severe deficiency of glutaryl-CoA dehydrogenase, that catalyzes the degradation of lysine (Lys), biochemically characterized by the predominant accumulation of glutaric (GA) and 3-hydroxyglutaric (3HG) acids in tissues and biological fluids of patients. Considering that the mechanisms underlying the cortical and striatal damage observed in affected individuals remain unclear, we assessed parameters of redox homeostasis in different brain regions (cerebral cortex, striatum and hippocampus) and peripheral tissues (liver and heart) of wildtype (Gcdh+/+) and knockout mice for the enzyme glutaryl-CoA dehydrogenase (Gcdh-/-, a genetic model of GA I) with 15, 30 and 60 days old. The animals were submitted to an overload of Lys through a single intraperitoneal injection (8 umol / g) or to an enriched diet with this amino acid (2.8% or 4.7 % Lys) for 60 hours or 40 days (2.8% Lys). We determined the levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), concentrations of sulfhydryl and carbonyl groups, nitrates and nitrites and oxidation of 2’,7’- dichlorofluorescein (DCFH), concentrations of reduced glutathione (GSH) as well as the activities of the antioxidant enzymes glutathione peroxidase, glutathione reductase, superoxide dismutase, catalase and glucose-6- phosphate dehydrogenase. We initially found that the sulfhydryl groups were reduced in the brain and GSH concentrations were decreased in the liver of 15-day-old Gcdh-/- animals, compared to Gcdh+/+ animals. Besides decreasing the concentrations of GSH and thiol groups in Gcdh-/- mice, Lys acute injection also increased carbonyl formation and DCFH oxidation, and altered the profile of antioxidant enzyme activities in brain and liver, when compared to Gcdh+/+ mice receiving Lys. The parameters measured in 30-day-old Gcdh- /- mice did not differ in brain and peripheral tissues, as compared to wild type mice treated with normal diet. However, an acute injection of Lys caused an increase of GA and 3HG concentrations in the brain, approximately 40 % higher in the striatum, when compared to the cerebral cortex levels. The Lys acute injection and the enriched Lys diet caused protein oxidative damage and altered both enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses in striatum and cerebral cortex of Gcdh-/- mice, but not in other tissues of these mice, when compared to the wild type mice. Furthermore, 60-day-old Gcdh-/- mice treated with a standard or a Lys enriched diet (2.8 %) for 40 days (from the 21th day of life) showed only an increase of TBA-RS levels in cerebral cortex and striatum, whereas the other parameters analyzed were not altered. Finally, histological brain sections of 60-day-old mice, stained with hematoxilin and eosin, showed the presence of vacuoles in striatum of Gcdh-/- animals 40 days after the diet supplemented with Lys (2.8%). In the cerebral cortex, vacuoles were observed in Gcdh-/- animals with standard diet, but this was not accentuated by Lys overload. In conclusion, it may be presumed that alterations in the cellular redox homeostasis caused by Lys overload, especially in the early stages of development, contribute to the pathogenesis of brain damage observed in GA I, particularly in striatum.

A presente dissertação abordou o nível sérico da Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript (CART) em uma população altamente vulnerável – díades mães/bebês com história de exposição ao crack na gestação. A CART é um antioxidante endógeno presente desde o período embrionário e ativado por maiores níveis de dopamina. Foram avaliados 57 recém-nascidos expostos (RNE) e 99 não expostos (RNNE), e as suas mães. Utizou-se uma amostragem consecutiva, em um delineamento transversal. Foram considerados potenciais confundidores: dados maternos, como psicopatologia, QI, intensidade do uso de outras substâncias além de crack nos últimos três meses, doenças infecto-contagiosas e outros. Também foram considerados dados dos recém-nascidos (RNs), como apgar, peso e gênero, entre outros. No primeiro artigo, foram comparados os níveis de CART entre RNs com exposição intrauterina (EIU) ao crack vs RNs controles. Além disso, comparamos os níveis séricos de CART entre as mães desses RNs, no período pós-parto imediato. A análise estatística foi através de General Linear Model. A média ajustada da CART foi significativamente maior em RN expostos em comparação aos não expostos (0,18, IC95% 0,09 - 0,27 vs 0,05, IC95% 0,02 - 0,07; p = 0,002, d = 0,68), mesmo considerando-se o efeito da intensidade do uso de álcool nos últimos três meses. Já nas mães, não houve diferença nos níveis da CART entre expostas (mediana = 0,024, amplitude interquartil 1,123, amplitude 0,006222 – 1,126010, n = 44) e não expostas (mediana = 0,031, amplitude interquartil 3,439, amplitude 0,003739 – 3,442805, n= 90, p = 0,08, Mann-Whitney U Test). No segundo artigo, foi analisada a correlação (Spearman correlation test) entre CART no SCU e no sangue periférico materno das usuárias de crack desta mesma amostra. Encontramos correlação direta e moderada (rs= 0,350, p = 0,043). Através dos resultados do primeiro estudo, confirmamos alterações no sistema REDOX destas díades, sendo a CART mais mobilizada na dupla com exposição. A falta de diferença entre as puérperas sugere que a resposta antioxidante endógena possa variar de acordo com a etapa do ciclo vital e, talvez, a cronicidade do estressor – no caso, tempo de uso de crack. Através dos resultados do segundo artigo, concluímos que há um sistema antioxidante endógeno atuando desde cedo no feto em desenvolvimento. Em conjunto, trata-se de dados inovadores, com características de neuroproteção em RNs. Estes achados podem ajudar a elucidar os caminhos neurobiológicos responsáveis pelas alterações de neurodesenvolvimento, contribuindo para a ampliação das possibilidades de intervenções precoces. / The present master’s dissertation addressed the serum level of Cocaine and Amphetamine Regulated Transcript (CART) in a highly vulnerable population - mother/newborn dyads with a history of exposure to crack/cocaine during pregnancy. CART is an endogenous antioxidant present since the embryonic period and activated by higher levels of dopamine. We evaluated 57 exposed and 99 unexposed infants, and their mothers. A consecutive sampling was used in a cross-sectional design. Potential confounders were considered: maternal data, such as psychopathology, IQ, intensity of use of other substances besides crack/cocaine in the last three months, infectious diseases and others. Data on newborns, such as apgar, weight and gender, among others, were also considered. In the first article, we compared the levels of CART among newborns with intrauterine exposure to crack/cocaine vs newborns controls. In addition, we compared the serum levels of CART among the mothers of these newborns in the immediate postpartum period. The statistical analysis was through General Linear Model. The CART adjusted mean was significantly higher in exposed infants compared to non-exposed infants (0.18, 95% CI 0.09 - 0.27 vs 0.05, 95% CI 0.02-0.07, p = 0.002, D = 0.68), even considering the effect of the intensity of alcohol use in the last three months. In the mothers, there was no difference in the CART levels between exposed (median = 0.024, interquartile range 1,123, range 0.006222 - 1.126010, n = 44) and not exposed (median = 0.031, interquartile range 3,439, range 0.003739 - 3,442,805, n = 90, p = 0.08, Mann-Whitney U Test). In the second article, the correlation (Spearman correlation test) between CART in the umbilical cord blood (UCB) and the maternal peripheral blood of the crack/cocaine users of this same sample was analyzed. We found direct and moderate correlation (rs = 0.350, p = 0.043). Through the results of the first study, we confirmed changes in the REDOX system of these dyads, with CART being more mobilized in the pair with exposure. The lack of difference between postpartum women suggests that the endogenous antioxidant response may vary according to the stage of the life cycle and perhaps the chronicity of the stressor - in this case, crack/cocaine use duration. Through the results of the second article, we conclude that there is an endogenous antioxidant system acting at an early stage in the developing fetus. Together, these are innovative data, with characteristics of neuroprotection in newborns. These findings may help elucidate the neurobiological pathways responsible for neurodevelopmental changes, contributing to the expansion of the possibilities of early intervention.