A Doença do Xarope do Bordo (DXB) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência na atividade do complexo da desidrogenase dos α- cetoácidos de cadeia ramificada. Como conseqüência deste bloqueio ocorre o acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada leucina, isoleucina e valina, bem como de seus respectivos α-cetoácidos e α-hidroxiácidos de cadeia ramificada. A manifestação clínica da DXB varia da forma clássica severa a formas variantes moderadas. Os principais sinais clínicos laboratoriais apresentados pelos pacientes com DXB incluem cetoacidose, hipoglicemia, recusa alimentar, opistótono, apnéia, ataxia, convulsões, coma, atraso no desenvolvimento psicomotor e retardo mental. No entanto, os mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos apresentados pelos pacientes com DXB ainda são pouco conhecidos. O tratamento para DXB consiste na restrição da ingestão de proteínas, bem como dos aminoácidos leucina isoleucina e valina, suplementada com uma fórmula semi-sintética contendo aminoácidos essenciais, minerais e vitaminas. Estudos in vitro têm demonstrado que os aminoácidos de cadeia ramificada e seus respectivos α- cetoácidos acumulados na DXB estimulam a lipoperoxidação e reduzem as defesas antioxidantes em córtex cerebral de ratos. O objetivo deste estudo foi investigar se o estresse oxidativo ocorre em pacientes com DXB em tratamento ou ainda não tratados. Inicialmente, foram analisados parâmetros de estresse oxidativo em amostras de plasma de pacientes com DXB obtidas antes do início do tratamento (no diagnóstico). Foi observado um aumento significativo das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e uma diminuição significativa da reatividade antioxidante total (TAR). Em seguida foram avaliados parâmetros de estresse oxidativo em plasma de dois grupos de pacientes com DXB em tratamento dietético com níveis plasmáticos baixos e altos de leucina. Verificou-se um marcado aumento do TBARS e uma diminuição significativa do TAR em ambos os grupos de pacientes tratados, porém a redução do TAR foi mais pronunciada nos pacientes com baixos níveis sanguíneos de leucina. Além disso, não foi observada correlação entre os níveis de leucina, isoleucina ou valina com os parâmetros de estresse oxidativo. Em continuidade ao trabalho, foram estudados os níveis de selênio no plasma de pacientes com DXB antes e durante o tratamento dietético, bem como a atividade de enzimas antioxidantes em eritrócitos de pacientes em tratamento. Foi verificado que os pacientes com DXB apresentam uma deficiência moderada de selênio no momento do diagnóstico (antes do tratamento) da doença e que essa deficiência se agrava com o tratamento dietético. Ainda, verificou-se que a atividade da enzima glutationa peroxidase está diminuída em eritrócitos de pacientes em tratamento. Posteriormente, foram medidos vários parâmetros bioquímicos em plasma de pacientes com DXB tratados, com o objetivo de verificar se havia correlação destes com parâmetros de estresse oxidativo. Foi demonstrado que os pacientes com DXB em tratamento apresentam redução nos níveis séricos de glicose, colesterol total, creatinina sérica e albumina e aumento na atividade enzimática da aspartato aminotransferase e da lactato desidrogenase. (Continua). Entretanto, não foram observadas alterações nos níveis de colesterol HDL, colesterol LDL, triglicerídeos, alanina aminotransferase, creatina quinase, uréia e ácido úrico. Foi ainda verificado um aumento significativo de TBARS e uma diminuição significativa de TAR, bem como uma correlação positiva entre a medida de 3 TBARS e os níveis de triglicerídeos. Concluindo, nossos resultados indicam que existe um desequilíbrio entre a produção de radicais livres (aumento) e as defesas antioxidantes (diminuição) gerando estresse oxidativo em pacientes com DXB não tratados e em tratamento e que esse processo não está correlacionado com os níveis plasmáticos dos aminoácidos leucina, isoleucina e valina acumulados nesta doença. Além disso, verificamos que a deficiência de selênio e a concomitante diminuição da atividade da glutationa peroxidase podem estar associados ao desenvolvimento do estresse oxidativo nesta doença. É, portanto, possível inferir que o dano oxidativo contribua, pelo menos em parte, para a fisiopatologia desta doença, explicando o dano neurológico que ocorre nos pacientes afetados. Portanto, é possível que a administração de antioxidantes possa ser útil na DXB. / Maple Syrup Urine Disease (MSUD) is an inborn error of metabolism caused by a deficiency of the branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex activity. This blockage leads to accumulation of the branched-chain amino acids leucine, isoleucine and valine, as well as their corresponding α- keto acids and α-hydroxy acids. Clinical manifestations are variable, pending on the variants classical severe form to milder variants. The major clinical features presented by MSUD patients include ketoacidosis, hypoglycemia, poor feeding, opisthotonos, apnea, ataxia, convulsions, coma, psychomotor delay and mental retardation. However, the mechanisms of the neurological symptoms presented by MSUD patients are still poorly understood. MSUD treatment consists of a low protein diet and a semi-synthetic formula poor in leucine, isoleucine, and valina and supplemented by essential amino acids minerals and vitamins. Studies have been showed that the branched-chain amino acids and their corresponding brached-chain α-keto acids accumulating in MSUD stimulate in vitro lipid peroxidation and reduce antioxidant defences in cerebral cortex of rats. The objective of the present study was to investigate oxidative stress parameters in MSUD patients treated and non-treated. First, it was analyzed parameters of oxidative stress in plasma from non-treated MSUD patients. It was observed a significant increase of thiobarbituric acid-reactive species (TBARS) and a marked reduction in total antioxidant reactivity (TAR). Parameters of oxidative stress in plasma from two groups of MSUD patients under dietetic treatment with low and high blood leucine levels were also evaluated. It was verified an increase of TBARS and a significant decrease of TAR in both groups of MSUD patients. However, TAR reduction was higher in the group presenting low leucine levels. On the other hand, it was not found a correlation between leucine, valine and isoleucine levels and oxidative stress parameters. Selenium levels in plasma from MSUD patients at diagnosis (nontreated) and under treatment, as well as the activities of antioxidant enzymes in erythrocytes from treated patients were also determined. MSUD patients presented a significant selenium deficiency at diagnosis which becomes more pronounced during treatment and a decrease of erythrocyte glutathione peroxidase activity during treatment. Subsequently, it was evaluated various biochemical parameters in plasma from MSUD patients during treatment in order to verify if there was correlation between these parameters and oxidative stress. It was demonstrated that MSUD patients under treatment present a reduction of glucose, total cholesterol, albumin and creatinine levels and an increased activity of aspartate aminotransferase and lactate dehydrogenase. However, HDL cholesterol, LDL cholesterol, triglycerides, alanine aminotransferase, creatine kinase, urea and uric acid measurements were not altered. Besides, it was verified a significant increase of TBARS and a significant decrease of TAR, as well as a positive correlation between TBARS and triglycerides levels. In summary, our results suggest an imbalance between the production of free radicals and the antioxidant defenses in MSUD patients leading to oxidative stress at diagnosis and during treatment and that this is not correlated with the amino acids leucine, isoleucine and valine accumulating in this disease. Besides, the selenium deficiency and the decrease of erythrocyte glutathione peroxidase activity could be associated to the development of oxidative stress. Finally, it is possible that oxidative damage may contribute, at least in part, to the pathophysiology of this disorder. If that is the case, antioxidants may serve as an adjuvant therapy in MSUD.

A deficiência de sulfito oxidase é uma doença autossômica recessiva que afeta o metabolismo da metionina e cisteína. Os indivíduos afetados comumente apresentam, no período neonatal, convulsões refratárias, retardo mental e desordens do movimento cuja fisiopatologia é desconhecida. Os distúrbios no desenvolvimento e o dano cerebral podem ocorrer como resultado do acúmulo tecidual de sulfito no cérebro. Os objetivos deste estudo foram verificar os efeitos in vitro e in vivo do sulfito sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo (avaliação de lipoperoxidação e capacidade antioxidante tecidual) e sobre a atividade da Na+, K+-ATPase em córtex cerebral, estriado e hipocampo de ratos. Primeiramente, verificamos o efeito in vitro do sulfito sobre o estresse oxidativo e a Na+, K+-ATPase em cérebro de ratos de 10 e 60 dias. Posteriormente, nos estudos in vivo, investigamos o efeito da administração intracerebroventricular de sulfito sobre os parâmetros estudados in vitro. Os estudos in vitro demonstraram uma ação direta do sulfito (500μM) na indução de estresse oxidativo verificada pela redução na atividade da catalase e aumento da peroxidação lipídica, enquanto que nos estudos in vivo o sulfito não alterou a atividade das enzimas antioxidantes, TRAP ou TBARS. Tanto nos estudos in vitro como in vivo, o sulfito mostrou-se incapaz de alterar a atividade da Na+,K+-ATPase. Nossos resultados, em conjunto, não excluem o potencial efeito neurotóxico do sulfito na fisiopatologia da doença. O conhecimento dos níveis deste composto no cérebro pode evidenciar além da condição de estresse oxidativo, o comprometimento de outras vias metabólicas importantes no funcionamento cerebral e podem apontar estratégias terapêuticas na prevenção dos efeitos neurológicos da deficiência de sulfito oxidase. / The sulfite oxidase deficiency is a rare autosomal recessive disorder affecting the metabolism of methionine and cysteine. Affected individuals commonly present in the neonatal period intractable seizures, mental retardation and movement disorder which the physiopathology is unknown. The disturbed development and damage to the brain might occur as a result of tissue accumulation of sulfite in the cerebro. The objectives of this study was to investigate the in vitro and in vivo effects of sulfite on some parameters of oxidative stress (lipoperoxidation and antioxidant capacity) and on Na+, K+-ATPase activity in cerebral cortex, striatum and hippocampus from rats. Firstly, we verified the in vitro effects of sulfite on oxidative stress and Na+, K+- ATPase in brains from 10 and 60 days old rats. In the subsequent events, in the in vitro studies, we investigated the effect of intracerebroventricular injection of sulfite on the same parameters studied in vitro. The in vitro studies showed a direct action of sulfite (500 μM) in the induction of oxidative stress through the decrease of catalase activity and increase of peroxidation lipid, while the in vivo studies didn’t alter the antioxidants enzyme activity, TRAP or TBARS. Both in vitro and in vivo studies, showed that sulfite was incapable to disturb the Na+,K+-ATPase activity. Our results, together, don’t exclude the potencial neurotoxic effect of sulfite in the physiopathology of disease. The kwonledge of levels from this compound in the brain can show over there the oxidative stress, the compromise of others metabolic patways important to the brain function and can to lead to strategies therapeutics in the prevention of neurologic effects on sulfite oxidase deficiency.

As espécies reativas de oxigênio (ERO) são produzidas constantemente pelo metabolismo aeróbico. Em situações de estresse biótico ou abiótico, a produção é aumentada e a toxicidade das ERO pode conduzir a diversos danos celulares. As ERO atuam também como moléculas sinalizadoras regulando a expressão de genes de defesa a estresses, senescência, morte programada da célula, crescimento e desenvolvimento da planta, entre outros processos metabólicos. Uma vez que as ERO são tóxicas e também participam de eventos de sinalização, as células vegetais requerem mecanismos que regulem finamente a concentração intracelular destas moléculas. A ascorbato peroxidase (APx) é uma enzima fundamental do metabolismo antioxidante, catalisando a decomposição do H2O2. Em arroz, a APx é codificada por oito genes, cujas isoformas são caracterizadas por sua localização subcelular: citosólica, peroxissomal, mitocondrial ou cloroplástica. O objetivo deste trabalho foi caracterizar funcionalmente as APx citosólicas (OsAPx1 e OsAPx2) e peroxissomais (OsAPx3 e OsAPx4). A estratégia utilizada foi o silenciamento pós-transcricional por RNA de interferência (RNAi) dos genes individualmente e de ambos os genes codificantes de isoformas do mesmo compartimento subcelular. A redução da expressão de cada gene, assim como de ambos os genes de um compartimento, resultou na produção de diferentes sinais. As plantas RNAi mostraram diferentes fenótipos e padrões de expressão transcricional dos genes da família OsAPx. Analisando as plantas silenciadas para os genes OsAPx1 e OsAPx2 sob estresse com radiação UV e altas doses de alumínio, foi observada compensação por outras enzimas antioxidantes e aclimatação, possivelmente sinalizados pelos níveis mais elevados de H2O2. Estes resultados indicam que cada isoforma de OsAPx pode apresentar funções específicas na célula. / Reactive Oxygen Species (ROS) are continually produced by aerobic metabolism. Under biotic and abiotic stresses, the production is enhanced and the ROS toxicity can lead to cell damage. ROS act also as signalling molecules and are able to regulate the expression of resistance genes, senescence, programmed cell death, plant growth and development, among other metabolic processes. By the fact that ROS are cytotoxic and make part of signalling events, plant cells need mechanisms to tightly regulate the intracellular concentration of these molecules. Ascorbate peroxidase (APx) is a fundamental enzyme of the antioxidant metabolism, it catalyses the H2O2 decomposition. In rice, APx are encoded by a small multigene family, and the different isoforms are classified according to their subcellular localization: cytosolic, peroxisomal, mithocondrial or chloroplastic. The present work aimed to characterize the function of cytosolic (OsAPx1 and OsAPx2) and peroxisomal (OsAPx3 and OsAPx4) APx isoforms. The strategy was the post-transcription silencing by interference RNA (RNAi) of single genes and both genes of the same subcellular localization. The reduced expression of each gene or both genes from the same compartment resulted in the development of different signals. RNAi plants showed changes in the phenotype and in the transcriptional expression of the OsAPx gene family. The analyses of OsAPx1 and OsAPx2 silenced plants under stresses with UV radiation and aluminum revealed that the lack of APx was compensated by other antioxidant enzymes and the acclimation could be signaled by the increased level of H2O2. These results indicate that each isoform of APx should have specific functions in the cell.

A poluição ambiental é atualmente um sério problema mundial. Diferentes poluentes são amplamente distribuídos no planeta, o que contribui para a elevação da exposição de animais e vegetais a diversos elementos tóxicos, aumentando a preocupação com relação aos efeitos adversos que os poluentes exercem sobre a saúde humana e ao ambiente. Os metais pesados e os poluentes do ar, como o ozônio, representam os principais contaminantes urbanos e industriais de solo, corpos de água, animais e plantas. O principal mecanismo responsável pela fitotoxicidade tanto dos metais pesados como do ozônio é o aumento nos níveis de espécies ativas de oxigênio que a presença desses poluentes gera. No presente trabalho a exposição controlada de diferentes cultivares de Phaseolus vulgaris a ozônio revelou que a diferença de sensibilidade entre as cultivares está associada à capacidade de aumentar a atividade da catalase, evitando a geração de danos oxidativos aos lipídios no tecido foliar. A exposição de propágulos de Avicennia marina a Zinco alterou o status oxidativo das plantas, aumentando a atividade da glutationa peroxidase e os níveis de lipoperoxidação. Em campo, observou-se que apenas a atividade da mesma enzima teve correlação com os níveis de metais foliares (Zinco, Cobre e Chumbo), sugerindo a utilidade da atividade dessa enzima em estudos de bioindicação. / Environmental pollution is a worldwide problem. Different pollutants are widely distributed on the planet, increasing the exposure of animals and plants to various toxic compounds which increases the concern about the adverse effects to human and environment health. Heavy metals and air pollutants, such as ozone, are the major contaminants of urban and industrial soil, water, animals and plants. The main mechanism responsible for metals and ozone phytotoxicity is the increased generation of reactive oxygen species. In the present study the controlled exposure of different Phaseolus vulgaris to ozone revealed that the difference on the varieties' sensitivity is associated with the capacity of increasing catalase activity, thus avoiding oxidative damage to lipids. The exposure of Avicennia marina seedlings to Zinc changed the oxidative status of these plants, which increased activity of glutathione peroxidase and levels of lipid peroxidation. Under field conditions, we observed that glutathione peroxidase activity was correlated with the levels of leaf metals (Zinc, Copper and Lead), suggesting the utility of this enzyme activity for bioindication purposes.

A fibrose e a cirrose hepática são doenças crônicas do fígado que representam uma das maiores causas de mortalidade humana. A GRX é uma linhagem representativa das células estreladas hepáticas (HSC), que estão associadas ao desenvolvimento da fibrose que, em último estágio, acarreta em cirrose. No fígado saudável, estas células apresentam um fenótipo quiescente ou lipocítico, caracterizado pela sua capacidade de armazenar gotas lipídicas. Danos contínuos ao fígado desencadeiam uma resposta que gera estímulos autócrinos e parácrinos mediados por citocinas e espécies reativas de oxigênio. Este quadro leva a uma modulação destas células ao fenótipo ativado ou miofibroblástico, relacionada com um aumento da capacidade de produzir componentes de matriz extracelular, cuja deposição exagerada configura o estado patológico da fibrose. O resveratrol (RSV - 3,4',5-tri-hidroxi-trans-estilbeno) é uma fitoalexina produzida por algumas espécies de plantas, ao qual são atribuídos inúmeros efeitos benéficos devido a sua capacidade antioxidante, antiproliferativa e pró-apoptótica.Recentemente, tem se discutido um possível efeito pró-oxidante desta molécula em alguns sistemas celulares. O presente estudo mostra que a dose de 50 μM de RSV induziu uma diminuição da viabilidade e da proliferação celular nas células GRX devido a um efeito pró-oxidante observado nas primeiras 24 horas de tratamento. Essas alterações foram atenuadas ao longo de 120 horas de exposição. Observamos um aumento da atividade da superóxido dismutase (SOD) e uma diminuição da atividade da catalase (CAT) no grupo que recebeu 50 μM de RSV em 120 horas de tratamento, que resulta em um desequilíbrio na atividade de ambas enzimas e possivelmente gera uma produção alta de H2O2. As células que receberam 50 μM de RSV apresentaram dano mediado por lipoperoxidação, tanto em 24 horas quanto em 120 horas de exposição, embora este parâmetro tenha sido menor no modelo crônico. De maneira complementar, avaliamos os efeitos do RSV sobre os parâmetros de migração das células GRX. Observamos um aumento na capacidade de migração destas células já nas primeiras 8 horas de exposição às doses de 1, 10 e 50 μM de RSV. Estes resultados mostraram que o RSV induz um aumento de migração e uma adaptação das células GRX que sobrevivem ao choque tóxico das primeiras 24 horas. / Fibrosis and hepatic cirrosis are chronic diseases of the liver, standing for one of the highest causes of human mortality. GRX cell line is representative of hepatic stellate cells (HSC) that are associated to fibrosis development which, at its last stage, turns into cirrosis. In a healthy liver, such cells present a quiescent or lipocytic phenotype, characterized by its capacity to store lipid droplets. Continuous injuries to the liver generate autocrine and paracrine stimuli mediated by cytokines and reactive oxygen species (ROS). This may cause modulation to the activated or myofibroblastic phenotype, related to an increase of cells capacity to produce matrix components which excessive deposition is responsible for the pathologic condition of fibrosis. Resveratrol (RSV - 3,4',5-tri-hidroxi-trans-stilbeno) is a phytoalexin produced by some species of plants. Several beneficial effects are attributed to this molecule due to its antioxidant, antiproliferative and pro-apoptotic capacity. Recently, a possible pro-oxidant effect of this molecule in some cell systems has been put into discussion. The present study shows that 50 μM of RSV induced a decreased cell viability and proliferation of GRX cells due a pro-oxidant effect during the first 24 hours of treatment. These alterations were attenuated during 120 hours of exposure. We observed an increased SOD activity as well as a decreased CAT activity, in the 50 μM RSV-treated group at 120 hours of treatment, leading to an imbalance in the ratio of both enzymes activities, and possibly resulting in an over-production of H2O2. The cells that received 50 μM RSV presented oxidative damage, mediated by lipoperoxidation, at 24 hours as well as at 120 hours, although some of these parameters were smaller in the chronic model. Additionally, we evaluated RSV effects on the GRX cell migration. We observed an increase in the migration capacity of these cells during the first 8 hours of exposition to the 1, 10 and 50 μM RSV. Such results demonstrate that RSV induces migration increase as well as an adaptation of GRX cells which survive the first 24-hour toxic shock.

Introdução: O uso de Hipotermia Tópica ou Pré-Condicionamento Isquêmico (PCI) em ressecções hepáticas pode ser útil com o propósito de atenuar os danos de isquemia e reperfusão. Entretanto, até o presente momento, o uso combinado destas técnicas não foi avaliado. Objetivos: Desenvolver um modelo experimental para avaliar os danos de isquemia e reperfusão iniciais e a ocorrência de efeitos sinergísticos quando as duas ferramentas são aplicadas concomitantemente. Métodos: Realizou-se isquemia do fígado por noventa minutos e reperfusão por cento e vinte minutos. Os animais foram divididos nos grupos Controle (C), Isquemia Normotérmica (IN), Pré-condicionamento Isquêmico (PCI), Hipotermia 26ºC (H) e Hipotermia 26ºC + PCI (H+PCI). Foram avaliados a Pressão Arterial Média (PAM), a temperatura corporal e o fluxo biliar a cada 15 minutos, enquanto a ALT, AST, TBARS, SOD, CAT e os danos histopatológicos foram avaliados ao término da reperfusão. Resultados: Não foram observadas alterações na PAM e na temperatura corporal durante todo o experimento. O fluxo biliar retornou a valores semelhantes ao grupo C nos grupos H e H+PCI após 45 minutos de reperfusão, e foi significativamente maior nos grupos H e H+PCI em comparação aos grupos IN e PCI após 105 minutos (P<0,05 e P<0,05) e 120 minutos (P<0,05 e P<0,05) de reperfusão. Os níveis plasmáticos da AST e ALT demonstraram aumento significativo nos grupos IN (P<0,05 e P<0,05) e PCI (P<0,05 e P<0,05) em comparação ao grupo C. Os níveis de TBARS foram significativamente maiores nos grupos IN (P<0.01), PCI e H (P<0,05 e P<0,05) em comparação ao grupo H+PCI e significativamente maiores no grupo IN em comparação ao grupo C (P<0,05). No grupo H houve correlação negativa entre AST e ALT com o fluxo biliar (P<0,05 e P<0,05) e positiva entre AST e ALT com os níveis de TBARS (P<0,05 e P<0,05). Os níveis de CAT demonstraram aumento significativo no grupo PCI em comparação aos grupos C (P<0,01), IN e H+PCI (P<0,05 e p<0,05), enquanto os níveis de SOD foram significativamente maiores no grupo H em comparação ao grupo C (P=0,01), IN, PCI e H+PCI (P<0,05, respectivamente). Os danos histopatológicos foram leves, porém o grupo IN apresentou escores significativamente maiores em comparação ao grupo C (P<0,05). Conclusões: A utilização de hipotermia hepática tópica a 26ºC associada ao PCI promoveu um efeito protetor sinergístico sobre a peroxidação lipídica hepática. Além disso, a indução de hipotermia tópica isoladamente ou em associação com o PCI atenuou os danos hepatocelulares e permitiu uma recuperação precoce da função hepática após a reperfusão, um mecanismo provavelmente relacionado a um efeito da hipotermia sobre o estresse oxidativo e preservação de ATP. / Introduction: The use of Topical Hypothermia or Ischemic Preconditioning (IPC) in hepatic resections can be useful to attenuate ischemia/reperfusion injuries. However, until the present moment, the combination of both techniques was not evaluated. Objectives: Development of an experimental model to assess the initial ischemia/reperfusion injuries and the possible synergistic effects when both tools are applied concomitantly. Methods: Ninety minutes of ischemia and 120 minutes of reperfusion were applied to rat livers. Animals were divided into five groups: Control (C), Normothermic Ischemia (NI), Ischemic Preconditioning (IPC), Hypothermia 26ºC (H) and Hypothermia 26ºC plus IPC (H+IPC). Mean arterial pressure (MAP), body temperature and bile flow were assessed every 15 minutes whereas ALT, AST, TBARS, SOD, CAT and histopathologic injuries were evaluated at the end of reperfusion. Results: No differences were seen in MAP and body temperature throughout the experiment. Bile flow returned to values similar to C group in the H and H+IPC groups after 45 minutes of reperfusion and was significantly higher in the H and H+IPC groups after 105 minutes (P<0.05 and P<0.05) and 120 minutes (P<0.05 and P<0.05) of reperfusion in comparison to the NI and IPC groups. Plasmatic levels of AST and ALT were significantly higher in the NI (P<0.05 and P<0.05) and IPC (P<0.05 and P<0.05) groups in comparison to the C group. TBARS levels were significantly higher in the NI (P<0.01), IPC, and H (P<0.05 and P<0.05) groups in comparison to the H+IPC group and higher in the NI group in comparison to the C group (P<0.05). In the H group there was a negative correlation between ALT and AST to bile flow (P<0.05) and positive correlation between AST and ALT to TBARS (P<0.05 and P<0.05). CAT levels were significantly higher in the PCI group in comparison to the C (P<0.01), NI and H+IPC (P<0.05 and P<0.05) groups whereas SOD levels were significantly higher in the H group in comparison to the C (P=0.01), NI, PCI and H+IPC (P<0.05, respectively) groups. Histopathologic injuries were mild and the NI group showed a significantly greater score in comparison to the C group (P<0.05). Conclusions: The induction of topical liver hypothermia at 26ºC associated to IPC promoted a synergistic protective effect on hepatic lipid peroxidation. In addition, the induction of isolated topical hypothermia or hypothermia associated to IPC attenuated liver injuries and allowed an early recovery of the liver function after reperfusion, a mechanism probably related to an effect of hypothermia on oxidant stress and ATP preservation.

Este trabalho testa a hipótese de que a inibição da enzima conversora da angiotensina (ECA), mesmo em doses baixas que não causam alteração de pressão, é capaz de influenciar nos processos de hipertrofia cardíaca, estresse oxidativo e controle autonômico em animais espontaneamente hipertensos (SHR). Os animais foram tratados com um inibidor da enzima conversora da angiotensina (iECA) e foram quantificados a hipertrofia e o estresse oxidativo cardíacos. Também foi avaliado o controle autonômico através da análise espectral de séries temporais de pressão arterial sistólica e freqüência cardíaca. Além disso, foram investigadas as características não-lineares das series de freqüência cardíaca envolvidas na hipertensão arterial sistemica e o efeito do tratamento sobre estes parâmetros através de um teste de irreversibilidade desenvolvido para detectar dinâmicas não-lineares independentemente da escala temporal de ação. Neste contexto, o primeiro estudo (artigo 1) objetivou o desenvolvimento do novo método para análise de irreversibilidade estatística (IE) capaz de detectar inclusive a presença de dinâmicas não-lineares mais lentas das observadas pelos métodos tradicionais. A nova técnica, denominada irreversibilidade bidimensional múltipla (IBM), foi validada e mostrouse útil quando aplicada a séries fisiológicas exibindo um padrão de não-linearidade aumentado em situações de predominância simpática. No segundo momento (artigo 2) o novo método foi aplicado a séries temporais de freqüência cardíaca em situações em que a ativação simpática foi provocada. Após demonstrar a associação entre a irreversibilidade e a modulação simpática em situação fisiológica, usando um protocolo de estimulação simpática gradual, o método também foi aplicado a uma situação patológica, caracterizada pela hipertensão espontânea em ratos. Nesta situação, houve um aumento da IE e o mecanismo não-linear envolvido na referida patologia possui ação mais lenta, sendo possível de ser detectado apenas com o uso de técnicas de alta dimensionalidade, como a irreversibilidade bidimensional múltipla. Além disso, foi verificado o efeito do tratamento com iECA, que reduziu a modulação simpática e restaurou o padrão de irreversibilidade a percentuais semelhantes aos do grupo controle. O terceiro estudo (artigo 3) teve como objetivo avaliar o efeito da inibição da ECA sobre a hipertrofia cardíaca, estresse oxidativo e controle autonômico em doses não anti-hipertensivas. Os resultados demonstraram uma redução da hipertrofia cardíaca, do estresse oxidativo cardíaco, mesmo sem alterar a pressão arterial. Apesar de não alterar a modulação simpática vascular ou atuar na sensibilidade baroreflexa, o tratamento em baixa dose melhorou o balanço autonômico, em favor da modulação vagal. Tais resultados podem indicar uma ação central que busca restabelecer o equilíbrio cardiovascular, precedente à alteração de pressão. Assim sendo, o presente estudo poderá contribuir no desenvolvimento de novas estratégias que, num futuro próximo, permitirão não só avaliar os efeitos do tratamento, mas principalmente, prevenir o estabelecimento de novos quadros hipertensivos e de insuficiência cardíaca. / This work presents the hypothesis that inhibition of the angiotensin converting enzyme (ACE), even in low doses that do not cause decrease of pressure, is able to alter the cardiac hypertrophy, the oxidative stress and the autonomic control in spontaneously hypertensive rats (SHR). To evaluate cardiac oxidative stress and its hypertrophy, animals were treated with an angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEi). Also the autonomic control was analyzed by the spectral analysis of systolic arterial pressure and heart rate series. Besides, non-linear characteristics present in hypertension and the ACEi treatment effect were also evaluated by an irreversibility test developed to detect non-linear dynamics independently of their temporal scale. The first study (article 1) aimed at developing a new method for analysis of statistical irreversibility (SI) which was able to detect the presence of non linear dynamic including those that were slower than the ones observed by traditional methods. The new technique, called multiple bi-dimensional irreversibility (MBI), was validated and showed to be useful when applied to physiological series, presenting an increased non linear pattern increased in situations with sympathetic predominance. This new method was also applied to time series of heart rate in situations of sympathetic activation (article 2). After the demonstration of an association between irreversibility and sympathetic modulation in a physiological condition, the method was applied to a pathological situation, in SHR. SHR data showed that there was an increase of SI. Furthermore, the non-linear mechanism wrapped in this pathology has slower action, which can be detected only with the use of multidimensional techniques, as MBI. Besides, the ACEi treatment resulted in a reduction of the sympathetic modulation and restored the irreversibility pattern to those similar to control. Finally, the third study (article 3) evaluates the effect of ACEi on the cardiac hypertrophy, oxidative stress and autonomic control in no anti-hypertensive doses. The results demonstrated a cardiac hypertrophy and cardiac oxidative stress reduction, with no alteration of blood pressure. In spite of producing no alteration in the sympathetic vascular modulation or no action in the baroreflex sensibility, the low dose of ACEi treatment improved the autonomic balance, in favour of vagal modulation. Such results can indicate a central action to re-establishing the cardiovascular balance, preceding to the pressure alterations. Thus, the present study may help to the new strategies development to treat and, mainly, to prevent the establishment of hypertension and of heart failure.

Resumo não disponível

Esse estudo foi conduzido para testar a influência do estado redox sobre a modulação de proteínas envolvidas em vias de sinalização intracelular, associadas à sobrevivência/crescimento e morte celular, na hipertrofia cardíaca compensada induzida pelo hipertireoidismo experimental. Os hormônios da tireóide induzem crescimento cardíaco fisiológico e, a ativação das vias de sinalização da Akt e das MAPKs, parece contribuir na ação desses hormônios sobre o coração. Estresse oxidativo está envolvido nas respostas cardíacas em diversas situações fisiológicas e patológicas, assim como pode atuar na modulação de proteínas envolvidas em processos de sinalização. Glutationa e tiorredoxina são os principais sistemas mantenedores do ambiente intracelular reduzido, através do controle dos níveis de tiós (-SH), consequentemente, podem contribuir na regulação dos sistemas de sinalização. Ratos Wistar foram divididos em 4 grupos (n=6-7/grupo): controle, vitamina E (20 mg/Kg/dia, s.c., 14 dias), L-tiroxina (T4) (12 mg/L na água de beber por 14 dias) e T4+vitamina E. Materiais e Métodos: Parâmetros morfométricos (índice de hipertrofia cardíaca (IHC = mg coração/g corporal); índice de congestão hepática e pulmonar), glutationa reduzida (GSH, μmol/g), glutationa oxidada (GSSG, μmol/g), estado redox (razão GSH/GSSG), atividade da tiorredoxina redutase (TrxR, nmol/min, mg prot) e níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2, nmol/g) foram mensurados no tecido cardíaco. A expressão das proteínas tiorredoxina-1 (Trx-1), Akt, ERK1/2 e JNK (MAPKs), Bax (pró-apoptotica), Bcl-2 (pró-sobrevivência), caspase-3, AIF (fator indutor de apoptose) e do fator de transcrição Nrf-2, foram quantificados por Western blot. Resultados: O tratamento com o ʟ-tiroxina foi efetivo no desenvolvimento do hipertireoidismo. Níveis plasmáticos de T4 (μg/dl) e T3 (ng/dl) aumentaram nos grupos hipertireoideos comparados aos controles. Depois dos 14 dias de tratamento, o grupo T4 apresentou hipertrofia cardíaca (4,06 ± 0,38 mg/g) comparado ao controle (2,41 ± 0,15 mg/g) e essa resposta foi reduzida significativamente no grupo T4+vitamina E (3,65 ± 0,27 mg/g). Sinais da congestão de órgãos não apresentaram diferença entre os grupos. Níveis de GSSG e H2O2 aumentaram significativamente (33% e 43%, respectivamente) no grupo T4 em comparação ao controle, sendo significativamente atenuados pela administração de vitamina E no grupo T4. A razão GSH/GSSG foi reduzida significativamente (28%) no grupo T4 em comparação ao controle. Nenhuma alteração foi observada nos níveis de GSH, na atividade da TrxR e na expressão da Trx-1 e Nrf-2. A expressão da Akt total reduziu nos grupos hipertireoideos em comparação aos seus controles e, a expressão da fosfo-Akt reduziu nos grupos vitamina E, T4 e T4+vitamina E quando comparados ao controle. Foi observado aumento significativo da expressão da fosfo-ERK1/2, assim como da razão fosfo-ERK/ERK total nos grupos hipertireoideos em comparação aos controles. Nenhuma alteração foi encontrada na expressão da JNK, fosfo-JNK, AIF e na razão da Bax/Bcl-2, por outro lado, observou-se aumento (53%) da caspase-3 nos T4 em comparação ao controle. Conclusão: Com base nos resultados obtidos, ao final dos 14 dias de tratamento com L-tiroxina, pode-se concluir que a resposta hipertrófica cardíaca parece estar com sua função compensada, uma vez que não foram observados sinais de insuficiência cardíaca. A redução de GSSG e H2O2 promovida pela administração de vitamina E se mostrou associada à diminuição do crescimento da massa cardíaca nos animais hipertireoideos. O sistema tiorredoxina não se mostrou fundamental para a manutenção do estado redox nesta fase. A Akt parece não contribuir significativamente para a resposta hipertrófica nesse período de tratamento. O aumento da fosforilação da ERK1/2, associado a não ativação da JNK, pode ser o responsável pela resposta trófica cardíaca compensada nos animais hipertireoideos. O aumento da caspase-3, efetora de morte, indica que pode esse período possuir início da ativação apoptótica. Os dados em conjunto reforçam a ideia de que, nessa fase, há moderado desbalanço redox cardíaco, sem haver início de sinalização que favoreça a hipertrofia cardíaca patológica, porém com provável início de sinalização pró-apoptótica, a qual pode contribuir para o desenvolvimento da disfunção cardíaca. / This study was conducted to test the redox status influence in the modulation of some proteins involved in pro-survival and pro-apoptotic intracellular signaling pathways in the compensate cardiac hypertrophy induced by hyperthyroidism. Thyroid hormones (T4 and T3) induce physiological cardiac growth and activation of Akt and MAPKs signaling pathways. Those may contribute to these hormones effects on the heart. Oxidative stress is involved in cardiac responses under several physiological and pathological situations, as well as can act in the modulation of proteins involved in the signaling process. Glutathione and thioredoxin are the main antioxidant systems in the intracellular environment that can contribute to the regulation of signaling redox-sensible. Material and Methods: Male Wistar rats were divided into four groups (n= 6-7/group): control, vitamin E (20mg/Kg/day s.c. 14 days), ʟ-thyroxine (T4) (12mg/L in drinking water for 14 days) and T4+vitamin E. Morphometric parameters [cardiac hypertrophy index (mg heart/g body weight), liver and lung congestion index (wet/dry weight)], reduced glutathione (GSH, μmol/g) and glutathione dissulfide (GSSG, μmol/g), redox status (GSH/GSSG ratio), the activity of thioredoxin reductase (TrxR, in nmol/min/mg protein) and hydrogen peroxide steady-state concentration (H2O2, nmol/g) were measured in cardiac tissue. Thioredoxin-1 (Trx-1), NF-E2-related factor-2 (Nrf-2), Protein Kinase B (PKB or Akt), Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2 (ERK1/2), c-Jun n-Terminal Kinase (JNK), Bax (pro-apoptotic)/Bcl-2 (pro-survival) ratio (Bcl-2 family proteins, respectively), Caspase-3 (proteases involved in apoptotic process) and Apoptotic-Inducing Factor (AIF) myocardial protein expression were quantified by western blot. Results: The hormone treatment was effective in the development of hyperthyroidism. The serum T4 (in μg/dL) and T3 (in ng/dL) increased significantly in hyperthyroid groups when compared to control groups, at the end of treatment. After 14 days, T4 group presented cardiac hypertrophy (4.06 ± 0.38 mg/g) when compared to control (2.41 ± 0.15 mg/g) and, this response was significantly reduced in T4+vitamin E (3.65 ± 0.27 mg/g). Congestion signs were not observed. Levels of GSSG and H2O2 increased significantly (33% and 43%, respectively) in the T4 group compared to control and this was reduced by vitamin E administration to the T4 group. The GSH/GSSG ratio was significantly reduced in the group T4 (28%) when compared to control. Any change in the levels of GSH, TrxR activity and the Trx-1 and Nrf-2 expression was observed. Total Akt expression was reduced in the hyperthyroid groups when compared to their respective controls and the p-Akt expression was significantly reduced in vitamin E, T4 and T4+vitamin E compared to control. The p-ERK1/2 expression and p-ERK/Total ERK were significantly increased in the hyperthyroid groups compared to controls. No changes were observed in the JNK, p-JNK, AIF and Bax/Bcl-2 ratio expression, but Caspase-3 increased 53% in T4 group compared to control. Conclusion: We concluded that after 14 days of treatment with L-thyroxine, cardiac hypertrophy response would have a compensated function, since no signs of congestive heart failure were seen. It was observed association between GSSG and H2O2 reduction, by vitamin E administration, and cardiac mass decreased in the hyperthyroid animals. The thioredoxin system appears to be not primordial to redox environment maintenance in this phase. The Akt seems not to contribute significantly to the hypertrophyc response in these period of treatment. The increase in p-ERK1/2, associated with an inalteration of JNK, could be responsible for a compensate cardiac hypertrophy phenotype in the hyperthyroid animals.Caspase-3 increase indicates that this period may represent the beginning of apoptotic activation. The overall results reinforce the idea that, in this period, there is moderate cardiac redox imbalance, with no signals that favors the pathological cardiac hypertrophy, although with probable onset of proapoptotic signaling, which may contribute to the development of cardiac dysfunction.

A desnutrição fetal ou perinatal pode programar risco de desordens metabólicas ao longo da vida. Fatores pó-natal podem modificar o fenótipo programado. Isto posto objetivamos verificar os efeitos de uma dieta hiperlipídica (50% de lipídios) sob a prole pósdesmame, de ratas submetidas à desnutrição durante a gestação ou lactação, sob parâmetros de resistência à insulina (RI) e estresse oxidativo (EO). Para tal utilizamos um modelo de desnutrição contendo 7% de proteína para os grupos experimentais, com dieta isocalórica ao grupo controle (25% de proteína). O desenho experimental foi composto de 4 grupos: DGdesnutrido durante a gestação (7% de proteína e 10% de lipídios), DL–desnutrido durante a lactação (7% de proteína e 10% de lipídios), N/H–normonutrido (25% de proteína e 10% de lipídios durante a gestação/lactação), C-controle (25% de proteína, 10% de lipídios e 65% de carboidratos durante os 4 meses de tratamento). A rata-mãe do grupo DG foi substituída por lactante normonutrida. A rata-mãe do grupo DL recebeu dieta C até o parto e, durante o período de lactação (21 dias) essa foi substituída por dieta restrita em proteína. Os grupos, exceto C, receberam após seu período teste, dieta hiperlipídica (50% de lipídeos). Todos os grupos foram formados com n=8, exceto DG, com n=4. A fim de avaliar parâmetros de RI e EROs foram determinados: curva de crescimento (C.C.), teste de tolerância à glicose (TTG), massas dos fígados e tecido adiposo, insulina plasmática por radioimunoensaio, colesterol e triglicerídeos (Tg) plasmáticos e hepáticos utilizando kit enzimático e atividade da enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK) hepático, bem como parâmetros de EO em fígado e córtex. Os resultados expressos em relação ao C. O peso corporal total não apresentou diferença entre os grupos, no entanto, ao comparar o peso do tecido adiposo visceral e epididimal encontramos diferença significativa dos grupos DG e DL. No TTG, o grupo DG apresentou elevação significativa na glicemia basal, assim como grupos DG e DL no tempo de 60min., além disso, observou-se hiperinsulinemia no grupo DG. Os grupos tratados exibiram elevação estatística significativa dos Tg plasmáticos e hepáticos, bem como do colesterol hepático. Os grupos apresentaram diferença entre si quanto ao colesterol plasmático, mostrando relação mais acentuada nos grupos DL e DG, bem como nos parâmetros de avaliados de EO. Os resultados demonstram que a restrição protéica durante a gestação ou lactação induz a um estado de RI e EO, efeito amplificado por uma dieta hiperlipídica após a amamentação; ratificando a importância das condições intrauterinas e da qualidade da dieta pós-natal na gênese de doenças crônicas. / Fetal or perinatal undernutrition programmes risk of later metabolic disorders. Posnatal factores modify the programmed phenotype. To verify the effects of a high fat diet (50% fat) on the postweaning offspring of dams of rats that were submitted to malnutrition while gestation and lactation periods, under parameters of insulin resistance (IR) and oxidative stress (EO). We used a model of malnutrition composed of 7 % of protein for the experimental groups, with an isocaloric diet administer to the control group (25% protein). The experimental design was based on 4 groups: (DG) undernourished on the gestation (7% of protein and 10 % of fat), DL undernourished on the suckling (7% of protein and 10 % of fat), N/H diet control during gestation and lactation (25% of protein and 10 % of fat), Ccontrol (25% of protein 10 % of fat and 65% of carbohydrate over the 4 months treatment). The offspring of dams fed a low protein diet (LP) during pregnancy and then allowed to catch up by having the nursing dams fed a control (C). The DL group dams received a control diet until the delivery and during the suckling period it was changed by a low protein diet. The groups, except for the C group received, when their test period ended, a high fat (50% fat. In an attempt to evaluate IR and EROs parameters the body weight, the glucose tolerance test, biochemical parameters, body parameters, lipid peroxidation, the hepatic PEPECK’s activity were runned, just like EO parameters of liver and brain cortex. The results were expressed relatively to C. Addressing the total body weight, there were no difference between the groups, however, comparing the weight of adipose visceral e epididymal tissues, we found significant changes among DG and DL groups. On the GTT, the DG group has shown significant raising in the glycemia basal, just like occurred with the DG and DL groups in 60 minutes. Moreover, there was hyperinsulinemia on the DG group. The plasma and hepatic triglycerides of the working groups, just like its cholesterol hepatic suffered a significant increasing of the statistics scales. There were also differences in the cholesterol plasma between all the groups, showing a most stressed relationship when it comes to the DL and DG. The same occurred when the EO was assessed. The results show that the protein restriction during pregnancy or lactation leads to RI and EO, being this effect amplified by a high fat diet after the suckling period, assuring the importance of the intrauterine conditions and those concerning the quality of the postnatal diet all related to the origin of chronic diseases.