A glutamina é o aminoácido livre mais abundante no plasma e músculo, sendo utilizada em elevadas taxas por diversas células na manutenção e promoção de funções essenciais à homeostasia celular. Entretanto, em algumas situações catabólicas, entre as quais exercícios físicos intensos e prolongados ou exaustivos é observada a redução na concentração de glutamina, o que pode comprometer as funções celulares. A suplementação com dipeptídeos de glutamina, tais como a L-alanil-L-glutamina (DIP) pode representar um eficiente meio de fornecimento de glutamina por via oral para o organismo. Desta forma, ratos Wistar machos foram treinados e suplementados com o DIP (1,49 g•kg-1) ou uma solução contendo os aminoácidos L-glutamina (1 g•kg-1) e L-alanina (0,61 g•kg-1) livres (GLN+ALA) ou água (CON), sendo sacrificados em dois tempos, antes (TR) e após (INT) um exercício intenso de natação. No plasma, a concentração de glutamina, glutamato, glicose, amônia, CK, LDH, TNF-α e PgE2 foram avaliadas. No músculo sóleo e gastrocnêmio e no fígado foram determinadas as concentrações de glutamina, glutamato, GSH, GSSG e proteínas totais. Antes do exercício intenso, ambas as suplementações atenuaram a liberação de CK no plasma. O grupo DIP-TR apresentou maior concentração de glutamato, GSH e GSH/GSSG no sóleo e fígado. Maior concentração de glutamina, glutamato, GSH ou GSH/GSSG foi observada no sóleo e fígado do grupo GLN+ALA-TR. Após o exercício intenso, ambas as suplementações atenuaram a liberação de amônia e TNF-α, e no grupo DIP-INT menor concentração de PgE2 foi observada. Maior concentração de glutamina, glutamato e GSH/GSSG no sóleo e glutamato no gastrocnêmio foram encontrados nos grupos DIP-INT e GLN+ALA-INT. No fígado foi encontrada também maior concentração de GSH e GSH/GSSG, decorrentes das suplementações. Os nossos resultados levam à conclusão de que a suplementação oral com L-glutamina e L-alanina na forma livre ou como dipeptídeo, L-alanil-L-glutamina, pode aumentar os estoques musculares e hepáticos de GSH e alterar o estado redox celular, atenuando lesão e a inflamação induzidas pelo exercício físico. / Glutamine is the most abundant free amino acid found in plasma and muscle, and is utilized at high rates by many cells for maintenance and promotion of cell function. However, in some catabolic situations, like intense and prolonged or exhaustive physical exercise, a reduction in GLN availability is observed, fact that may impair the cell functions. Oral supplementation with dipeptides of glutamine, like L-alanyl-L-glutamine may serve as an interesting way to deliver glutamine to the organism. Male Wistar rats were trained and supplemented with DIP (1,49 g•kg-1) or mixture containing free L-glutamine (1 g&#8226kg-1) and Lalanine (0,61 g•kg-1) or water (CON) and sacrificed in distinct times: before (TR) and immediately after (INT) intense exercise of swim. Plasma and serum concentrations of glucose, GLN, glutamate, ammonia, CK, LDH, TNF-• and PgE2 were evaluated. In muscles (soleus and gastrocnemius) and liver GLN, glutamate, GSH, GSSG and total proteins also were evaluated. Low concentration of CK in plasma was observed in both supplemented groups before the exhaustive test. The DIP-TR presented more concentration of glutamate, GSH e GSH/GSSG in the soleus muscle and liver. Higher concentration of glutamine, glutamate and GSH/GSSG was seen in GLN+ALATR group. Both groups supplemented with DIP and GLN+ALA after the exhaustive test, exhibit decreases in ammonia and TNF-α, and the group DIP-INT, demonstrated decrease in PgE2. Glutamine, glutamate and GSH/GSSG increases in the soleus and glutamate in the gastrocnemius increases in groups DIP-INT and GLN+ALA-INT. Increases in GSH and GSH/GSSG in liver were found in the same groups, compared to CON-INT. Our results indicate that oral supplementation with free L-glutamine added to L-alanine or the dipeptide, Lalanyl-L-glutamine, may influence the muscle and liver stores of GSH and the cellular redox state, and this may attenuate damage and inflammation induced by severe physical exercise.

Η ολοκληρωμένη εκτίμηση της θειολικής οξειδοαναγωγικής κατάστασης (ΘΟΚ) ενός οργανισμού ιστού ή κυττάρου είναι πολύ σημαντική καθώς οξειδοαναγωγικές αλλαγές των διαφόρων θειολικών μορίων συνδέονται με το οξειδωτικό στρες και με αρκετές ασθένειες. Η γενική ΘΟΚ (ΓΘΟΚ) χαρακτηρίζεται από τις συγκεντρώσεις ορισμένων συνόλων θειολικών μορίων στην αναγμένη και την οξειδωμένη μορφή τους (θειολικά οξειδοαναγωγικά ζεύγη). Αυτά τα ζεύγη μπορεί να είναι μη πρωτεϊνικά (non-protein ή NP) (όπως NPSH και NPSSNP με το NP να συμβολίζει οποιαδήποτε άλλη μη πρωτεϊνική θειόλη) ή πρωτεϊνικά (protein ή P) (όπως PSH, PSSP και PSSNP). Ειδικότερα, οι κυριότερες μη πρωτεϊνικές θειόλες γλουταθειόνη (GSH) και κυστεΐνη (CSH) μαζί με τα συμμετρικά, μεικτά δισουλφίδιά τους και τις οξειδωμένες τους μορφές (GSSG, PSSG, PSSC, NPGSHox, NPCSHox,) είναι τα οξειδοαναγωγικά ζεύγη τα οποία χαρακτηρίζουν την ειδική ΘΟΚ (ΕΘΟΚ), καθώς είναι εκείνα που απαντώνται σε υψηλότερη συγκέντρωση στους οργανισμούς. Στη διεθνή βιβλιογραφία δεν υπάρχει μεθοδολογία για την ταυτόχρονη ποσοτικοποίηση των θειολικών μορίων που χαρακτηρίζουν τη ΘΟΚ των οργανισμών. Συνεπώς, στόχος της παρούσας μελέτης είναι η ανάπτυξη μιας νέας μεθόδου ποσοτικοποίησης τόσο της ΓΘΟΚ όσο και της ΕΘΟΚ, που να είναι εφαρμόσιμη σε όλους τους οργανισμούς. Για το διαχωρισμό πρωτεϊνικών και μη πρωτεϊνικών μορίων χρησιμοποιήθηκε το τριχλωροακετικό οξύ που σε ορισμένη συγκέντρωση (>5%) καταβυθίζει αποτελεσματικά όλες τις πρωτεΐνες. Ο ποσοτικός προσδιορισμός των δισουλφιδικών μορίων και οξειδωμένων μορφών (NPSSNP, PSSP, PSSNP, GSSG, NPGSHox, NPCSHox, PSSG και PSSC) πραγματοποιήθηκε μετά από αναγωγή τους (με το αντιδραστήριο tributyl phosphine), ενώ ο ποσοτικός προσδιορισμός των ελεύθερων θειολών (PSH, NPSH, GSH και CSH) πραγματοποιήθηκε χωρίς την αναγωγή τους. Ειδικότερα, η ποσοτικοποίηση των αναγμένων διθειολικών ομάδων (δισουλφιδίων) και των ελεύθερων θειολών έγιναν με τα αντιδραστήρια 4,4-dithiodipyridine (για τις -SH ομάδες των αναγμένων δισουλφιδίων, καθώς και για τις ελεύθερες NPSH και PSH), o-phthalaldehyde (για την GSH, GSSG και NPGSHox) και νινυδρίνη (για την CSH και την NPCSHox), σε συνδυασμό με κατάλληλη μαθηματική επεξεργασία βασισμένη στη στοιχειομετρία των αντιδράσεων αναγωγής. Η υψηλή ευαισθησία της μεθόδου (στο επίπεδο του nmol) την καθιστά εφαρμόσιμη ακόμη και σε βιολογικά δείγματα χαμηλής περιεκτικότητας σε θειόλες (όπως πχ. το οφθαλμικό και το εγκεφαλονωτιαίο υγρό). / The thiol redox state (TRS) is an essential condition of prokaryotic and eukaryotic cells associated with all major biological processes. The general TRS (GTRS) part of it, is characterized by the levels of all thiol compounds of protein or non-protein origin in their reduced or oxidized form (thiol redox couples), while the specific TRS (STRS) by the levels of certain thiols, reduced and oxidized, free or membrane bound. The GTRS redox couples are composed of non-protein (NP) (such as NPSH and NPSSNP) or protein (P) (such as PSH, PSSP and PSSNP) thiols. On the other hand, the STRS redox couples are composed of the main non-protein thiol glutathione (GSH) and cysteine (CSH) together with their symmetric, mixed disulfides and oxidized forms (GSSG, PSSG, PSSC, NPGSHox, NPCSHox). In light of the fact that there is not available any appropriate method in literature for the simultaneous determination of the main thiol components that characterize TRS, a new method is developed for the purpose of this study for the quantification of GTRS and STRS, applicable to any organism. For the separation of protein from non protein thiols, trichloroacetic acid was chosen (at 5%) as the most effective protein precipitant. The determination of disulfides and oxidized forms (NPSSNP, PSSP, PSSNP, GSSG, PSSG, PSSC, NPGSHox and NPCSHox) was accomplished after their reduction with the tributyl phosphine (which, because of its hydrophobicity effectively reduces protein thiols as well), whereas the quantification of free thiols (PSH, NPSH, GSH and CSH) was accomplished without reduction. Reduced disulfides and free thiols were quantified by the more effective than DTNB 4,4-dithiodipyridine (for the determination of -SH groups of reduced disulfides as well as of free NPSH and PSH), o-phthalaldehyde (for the specific determination of GSH, GSSG and NPGSHox) and ninhydrin (for the specific determination of CSH and NPCSHox). The high sensitivity of the method (in the level of nmoles) makes it applicable even in biological samples of very low thiol concentration (such as ophthalmic or cerebrospinal fluid).

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(生命科学) / 甲第23553号 / 生博第464号 / 新制||生||62(附属図書館) / 京都大学大学院生命科学研究科高次生命科学専攻 / (主査)教授 垣塚 彰, 教授 井垣 達吏, 教授 豊島 文子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy in Life Sciences / Kyoto University / DFAM

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L'altération de la fonction mitochondriale, β-cellules pancréatiques, et l'homéostasie du glucose de la descendance de rat de l'exerciceContexte. Il est connu que l'environnement gestationnel est reconnue comme un facteur essentiel pour le développement du fœtus et étroitement liée à l'état de santé dans la vie plus tard. Environnement inadéquat pour le fœtus tels que le stress oxydatif intra-utérine est très nocif pour le développement du fœtus. Par conséquent, un effort de prévention de surmonter ce problème est nécessaire en modifiant l'environnement autour de la gestation par l'exercice durant cette période.Objectifs. Le but de cette étude était de connaître le rôle des mitochondries dans la prévention du stress oxydatif pendant la grossesse, en augmentant système antioxydant et la fonction du pancréas et dans l'amélioration de l'homéostasie du glucose de l'enfant de la mère qui a été induite par l'exercice régulier d'intensité modérée.Méthodes. Cette étude a été réalisée au Laboratoire de bioénergétique appliquée et fondamentale Inserm U1055, Université Joseph Fourier, Grenoble-France. Les sujets étaient rat Wistar femelle qui ont été divisés en 2 groupes, le groupe sédentaire et l'exercice. L'entraînement physique a été effectué 4 semaines avant et jusqu'à ce que le 18e jour de la gestation. Thiol et GPx ont été mesurées en utilisant un dosage biochimique. Consommation d'O2 a été mesurée avec oxygraphie. L'activité du complexe respiratoire, cytochrome et ROS ont été mesurées par spectrophotométrie. Citrate synthase, la protéine kinase B (PKB), quinone et tocophérol ont été mesurées en utilisant un dosage biochimique. La graisse viscérale et du pancréas total ont été pesés, et la taille de l'île de Langerhans a été analysé par la préparation de l'histologie. Les résultats ont été analysés en utilisant le test t.Résultats. Il a été constaté que l'état redox du nouveau-né est égal. La diminution de thiol suivie par une augmentation de l'activité antioxydante GPx (p <0,001). L'efficacité de la consommation et de l'activité du complexe respiratoire, suivie par une augmentation de cytochrome, la quinone et du tocopherol oxygène provoque la diminution de la production de ROS de la progéniture de rat de levées mère (p <0,001). La sécrétion d'insuline a augmenté de 74% et l'activité PKB était plus élevée (p <0,05). Tolérance au glucose et de l'insuline (âgés de 3 mois) étaient mieux (p <0,05), la taille de l'île de Langerhans et le poids du pancréas étaient plus petits (p = 0,021) chez la progéniture de rat de l'exercice mère. À l'âge de 3 mois, le taux de glucose dans le sang était inférieur de 8% (p = 0,046), l'insuline à jeun était plus élevé de 72% (p = 0,009) et le poids corporel était inférieur (p = 0,041) de la progéniture de rat de l'exercice mère par rapport à ceux de la mère sédentaire, mais le total de graisse viscérale était pas différente (p> 0,05).Conclusion. L'exercice régulier d'intensité modérée pour la mère de 4 semaines avant et jusqu'à ce que le 18e jour de la gestation a été très efficace pour augmenter le système antioxydant et réduire le stress oxydatif dans la grossesse qui est en mesure de réduire le risque d'obésité pour la progéniture par l'amélioration de l'homéostasie du glucose à travers l'augmentation des mitochondries et la fonction pancréatique de la progéniture de rat. L'altération des mitochondries et la fonction du pancréas que l'impact de l'exercice régulier de la mère est permanente pendant l'observation puisque le bébé est né, âgé de 21 jours et 3 mois.Mots-clés: exercice, programmation fœtale, l'homéostasie du glucose, insuline, les mitochondries, l'obésité, le stress oxydatif, β-cellules pancréatiques, les espèces réactives de l'oxygène. / Influence de l'environnement (exercice et nutrition) durant la gestation sur l’état de stress oxydant et le métabolisme du glucose de la descendance.Les maladies métaboliques sont en pleine expansion dans nos sociétés actuelles et constituent un enjeu de santé publique majeur. Les antécédents familiaux, l'environnement et les habitudes de vie de l'individu vont jouer un rôle dans la susceptibilité à certains de ces désordres métaboliques. Sur la base de données épidémiologiques, un lien a été établi entre environnement durant les premières phases de la vie et survenue de pathologies à l'âge adulte conduisant au concept des "Developmental Origins of Health and Diseases" (DOHaD). Le premier objectif de ce travail était d'étudier, à partir d'un modèle murin, les conséquences de l'exercice physique quotidien de la mère pendant la gestation sur la composition corporelle, le statut oxydant, la fonction pancréatique et mitochondriale du foie et du muscle et la gestion des substrats énergétiques de la descendance. Un deuxième objectif était de valider un modèle de diabète gestationnel à partir d’un régime riche en fructose et d’étudier l’effet d’une supplémentation en fer durant ce diabète gestationnel sur le statut oxydant et la tolérance au glucose des mères et de la descendance. Nos résultats montrent une réduction significative de la production mitochondriale d’H2O2, un indicateur de la production d’espèces réactives de l’oxygène, dans le foie et dans le muscle des petits de mères entrainées. Ces changements sont reliés à des altérations de la consommation d’oxygène mitochondriale, de la composition des membranes mitochondriales et de l’activité des enzymes antioxydantes. De plus, l'entraînement maternel avant et pendant la gestation est associé à des modifications de la structure et de la fonction du pancréas de la descendance et semble modifier sa gestion des substrats énergétiques.Nous avons également confirmé qu’une diète riche en fructose durant la gestation peut être utilisée comme un modèle induisant un diabète gestationnel. Nous avons ainsi démontré chez les petits nés de mères nourries avec un régime riche en fructose et en fer, que les activités des enzymes antioxydantes comme la glutathion peroxidase (GPx), la glutathion-S-transferase dans le foie et la GPx dans le cerveau étaient altérées, les résultats étant différents selon le sexe des petits. Les différents résultats obtenus chez la descendance montrent que dans le cas d’un diabète gestationnel, les fœtus sont plus sensibles que leurs mères aux effets d’un régime riche en fer. Ce travail de thèse vient compléter les travaux menés dans le cadre des DOHaD et renforce l'idée que l'environnement lors des premières phases de la vie va avoir des conséquences sur la santé de l'individu.Mots-clés : exercice, gestation, descendance, mitochondries, stress oxydant, diabète gestationnel, fer, régime riche en fructose.

L'oxydation des résidus cystéines est une modification biochimique très répandue survenant dans tous les compartiments des cellules eucaryotes. Ce phénomène sert le repliement oxydatif des protéines dans le réticulum endoplasmique (RE), l'importation de protéines dans l'espace intermembranaire de la mitochondrie (IMS). De plus, il a un rôle régulateur dans la matrice mitochondriale et dans le cytosol où il contrôle l’activité des enzymes et des protéines de signalisation et de régulation. Dans tous ces procédés, la réversibilité de l'oxydation des résidus Cys est une caractéristique essentielle. Deux systèmes oxydoréductase puissants existent : les voies de glutathion (GSH) et la thiorédoxine ; ils catalysent la réduction des ponts disulfure, et contrôlent la plupart des processus cellulaires thiol-redox dépendant. Cependant, en dépit d'énormes connaissances portant sur leur enzymologie, peu est connu sur les caractéristiques physiologiques de ces systèmes chez les eucaryotes. Pour déterminer l'importance physiologique de ces systèmes et indiquer lequel est à la base de l'exigence du GSH pour la viabilité, nous avons effectué une analyse complète des cellules de levure épuisée ou contenant des niveaux toxiques de GSH. Les deux conditions déclenchent une réponse « iron-starvation-like » et une altération de l'activité des enzymes d’assemblage des centres fer-soufre (Iron sulfure cluster : ISC) extra-mitochondriales. Cependant, elles n’ont pas d'impact sur l’entretien thiol redox, à l’exception des niveaux élevés de glutathion qui ont altéré le repliement oxydatif des protéines dans le reticulum endoplasmique. Alors que le fer sauve partiellement la maturation des ISC et les défauts de croissance des cellules appauvries eh GSH, des expériences génétiques ont indiqué que, contrairement à la thiorédoxine, le glutathion ne peut pas assurer par lui-même les fonctions thiol-redox de la cellule. Nous proposons que le glutathion soit essentiel par son exigence dans l’assemblage des centres fer-soufre, mais ne serve comme backup que pour maintenir l’état thiol-redox de la cellule. Des niveaux physiologiques élevés de GSH sont ainsi destinés à isoler sa fonction dans le métabolisme du fer des variations de sa concentration pendant le stress redox, ce qui constitue un modèle contestant la vision traditionnelle du GSH comme acteur primordial du contrôle thiol-redox cytosolique.Nos données préliminaires sur la distribution de GSH dans les cellules recueillies par lasurveillance de l'état redox de rxYFP ciblée pour différents compartiments cellulaires (RE,Matrice, cytosol et IMS) dans les cellules HGT1 indiquent un transport spécifique du GSH vers le RE et l'exportation de GSSG de ce compartiment. Nous avons pu caractériser deuxtransporteurs ABC dont la suppression modifie le RE plus oxydant et entraîne une accumulation de GSSG par rapport aux cellules sauvages. Ces données ont été confirmées par le suivi de l'état redox de PDI1 et ERO1 (WT et hyper active). Elles suggèrent un rôle de ces transporteurs dans l'exportation du GSSG du la RE, et que le flux de GSH entre les différents compartiments est très régulé. / Cys residue oxidation is a widespread biochemical modification occurring in all eukaryotic cells compartments. It serves oxidative protein folding in the endoplasmic reticulum (ER), protein import in the intermembrane space of mitochondria (IMS), and it has a regulatory role in the mitochondrial matrix and in the cytosol where it controls enzymes and signaling regulatory proteins activity. In all these processes, reversibility of Cys residue oxidation is a crucial feature. Two potent oxidoreductase systems, the glutathione (GSH) and thioredoxin pathways, catalyze disulfide bond reduction, and presumably control most thiol-redox-dependent cellular processes. However, despite tremendous knowledge of their enzymology, little is known about the physiological features of these systems in eukaryotes. To determine the physiologic importance of these functions and sort out which of them accounts for the GSH requirement for viability, we performed a comprehensive analysis of yeast cells depleted of or containing toxic levels of GSH. Both conditions triggered an intense iron-starvation-like response and impaired the activity of extra-mitochondrial ISC enzymes, but did not impact thiol-redox maintenance, except high glutathione levels that altered oxidative protein folding in the endoplasmic reticulum. While iron partially rescued the ISC maturation and growth defects of GSH-depleted cells, genetic experiments indicated that unlike thioredoxin, glutathione could not support by itself the thiolredox duties of the cell. We propose that glutathione is essential by its requirement in ISC assembly but only serves as a thioredoxin back up in cytosolic thiol-redox maintenance. Glutathione high physiologic levels are thus meant to insulate its function in iron metabolism from variations of its concentration during redox stresses, a model challenging the traditional view of it as prime actor in cytosolic thiol-redox control.Our preliminary data on the distribution of GSH inside cells collected by monitoring the redox state of rxYFP targeted to different cell compartments (ER, Matrix, Cytosol and IMS) in HGT1 cells indicate a specific transport of GSH into the ER and export of GSSG out of it. We were able to characterize two ABC transporters on which their deletion modify the redox state of the ER to more oxidizing and result in accumulation of higher GSSG content compared to WT. These data were confirmed by looking to the redox state of the PDI1 and ERO1 (WT and hyper active), all together suggest a role of these transporters in GSSG export from the ER, and that GSH flux between the different compartments is highly regulated.

Le stress oxydatif définit un phénomène cellulaire particulier caractérisé par un niveau élevé de molécules hautement réactives, essentiellement lié à l’utilisation de l’oxygène par les systèmes biologiques via la respiration. La dérégulation de l’état oxydatif de la cellule est à l’origine soit de processus d’adaptations efficaces (adaptation à l’altitude) soit de pathologies (AVC, infarctus). Ce travail de thèse s’est porté sur l’étude de deux nouvelles cibles pouvant induire une résistance/tolérance à la variation du stress oxydatif : la première est la protéine canal CFTR («Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator») et la seconde la voie d’activation d’eIF5A («eukaryotic Initiation translation Factor 5A»). Nous avons pu mettre en évidence que la protéine CFTR grâce à sa perméabilité au glutathion (l’antioxydant majoritaire cellulaire) est un modulateur de l’état oxydatif de la cellule, que ce soit lors de l’exposition à des agents cytotoxiques (cisplatine) ou lors de l’adaptation à des conditions hypoxiques chroniques. La deuxième cible identifiée est le facteur eIF5A qui est la seule protéine activée par la fixation d’un résidu hypusine. L’inhibition de cette modification post-traductionnelle protège les cellules d’une production d’espèces réactives induite par l’anoxie. Cette résistance à l’anoxie est accompagnée d’un profond remodelage métabolique et mitochondrial. Sur des modèles animaux d’ischémie (rein et cerveau), l’inhibition de l’activation d’eIF5A conduit à une protection des organes face à un manque d’oxygène. Ces études fondamentales ont des applications cliniques potentielles dans des pathologies humaines (infarctus, AVC, transplantation). / Oxidative stress represents a particular cellular condition, characterized by an intracellular increase in thereactive species level. These species are highly reactive towards biomolecules and result of oxygenconsumption by biological systems essentially through respiration. Deregulation of the cellular oxidativestate can initiate adaptive processes (as elevation adaptation) or several human pathologies (stroke,infarct). This thesis work has been devoted to the study of two news potential targets allowing atolerance/resistance towards disequilibrium of oxidative stress; the first one is CFTR, a channel protein(«Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator»), and the second one is the activation pathwayof the translation factor eIF5A («eukaryotic Initiation translation Factor 5A»). Based on the peculiaractivity of CFTR, consisting in the transport of glutathione, the major antioxidant of the cell, weevidenced the role of CFTR in the management of cellular oxidative state during cytotoxic drugexposure (cisplatin) or during adaptation to chronical hypoxia. The second target, eIF5A is the only oneprotein described as post-translationally modified by fixation of a hypusine residue. We demonstratedthat inhibition of eiF5A activation protect cells from reactive oxygen species generated during anoxia. Atcellular level, this protection is accompanied with deep metabolic and mitochondrial changes. Usinganimal models, we showed that inhibition of this eiF5A activation allows a tolerance against ischemicaccident in different organs (kidney and brain). These fundamentals results can have extensiveapplication in human clinical use (infarct, stroke, graft).

The interest in organochalcogen chemistry, biochemistry and pharmacology has increased in the last two decades mainly due to the fact that a variety of organochalcogen compounds possess biological activity and due the use of these compounds in industrial applications. However, literature data showed that these compounds present pro-oxidant properties, causing tissue damage and inhibition a variety of enzymes. Oxidative stress can induce complex alterations of membrane proteins in erythrocytes. Erythrocytes represent a good model to investigate the damage induced by oxidizing agents. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the toxicity induced by a variety of chalcogens at concentrations of 10, 40, 100 e 200 μM using erythrocytes in vitro. The present results showed that organotellurium compounds were toxic to erythrocytes for a hematocrit of 45%. The hemolytic effect of tellurides was not positively correlated with thiobarbituric acidreactive substance (TBARS) production suggesting that lipid peroxidation is not involved in the hemolysis provoked by organotellurium compounds. However, for a hematocrit of 1% the organoselenium and organotellurium compounds increased the hemolysis rate and these results suggest a relationship between the oxidation of intracellular glutathione (GSH) and subsequent generation of free radicals with the hemolysis by chalcogen compounds. Therefore, the results presented in this study suggest that organochalcogen compounds presented toxicity for the erythrocytes. / Nos últimos anos, os compostos organocalcogênios têm sido alvos de interesse em síntese orgânica em virtude da descoberta de suas aplicações industriais e de suas propriedades farmacológicas. No entanto, dados da literatura têm demonstrado que estes compostos apresentam atividade pró-oxidante ocasionando danos teciduais e inibição da atividade de enzimas. Sabe-se que o estresse oxidativo pode causar alterações em proteínas da membrana de eritrócitos, logo estas células representam um bom modelo para investigar danos induzidos por agentes oxidantes. Desta forma, no presente trabalho investigou-se a toxicidade de uma variedade de calcogênios sobre eritrócitos in vitro nas concentrações de 10, 40, 100 e 200 μM. Os resultados deste trabalho mostraram que para um hematócrito de 45% apenas os compostos de organotelúrio foram tóxicos causando hemólise e estes efeitos não foram correlacionados com a produção de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, sugerindo deste modo não haver relação com a peroxidação lipídica. No entanto, utilizou-se um hematócrito de 1% e os compostos de organoselênio e organotelúrio testados apresentaram toxicidade causando hemólise. Esta hemólise foi relacionada com a oxidação da glutationa intracelular (GSH) e uma possível produção de radicais livres. Portanto, os resultados apresentados nesta tese sugerem que os compostos orgânicos contendo selênio ou telúrio apresentaram toxicidade para os eritrócitos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work had as its objective to assess the oxidizing metabolism of neutrophils, the complete blood count (CBC) and the oxidizing profile of experimentally infected lambs with Haemonchus contortus and supplemented with selenium and vitamin E. 20 male lambs were used, of the Corriedale breed, distributed in four experimental groups with 5 animals: G1 larvae infected animals and supplemented with 0.2mg/kg living weight (PV) of selenite via intramuscular (IM); G2 larvae infected animals and supplemented with 0.2mg/kg PV of selenite IM and 2000 UI per animal of vitamin E IM; G3 larvae infected animals and supplemented with 2000 UI per animal of E IM; G4 larvae infected animals. For the CBC and the biochemical analysis blood collection on the day zero (T0) were carried out, 20 (T1), 40 (T2) and 60 (T3) through jugular venipuncture using vacutainer® tubes. The weighing and the egg determination by gram of animal feces occurred in the same experimental times. For the NBT tests heparinized blood samples were collected in the days zero, 30, 60. Smaller leukocyte values were detected in the supplemented group exclusively with selenium (G1) in relation to the control group (G4) in time 4. Concerning the lymphocytes it was observed a decrease in the G1 in relation to the supplemented only with vitamin E (G3) and G4 in time 3 (T3). For both the tests, NBT-NE and NBT-E there was a decrease in the dye reduction capacity at 60 days in relation to the other times in the groups treated with selenium (G1 and G2). The result of the oxidizing profile showed a significant elevation in the GSH-Px enzyme in the supplemented groups with selenium. Still, the correlation of Pearson revealed the existence of a negative correlation between the concentrations of GSH-Px and TBARS and between this enzyme and the OPG values. Increments were also observed for the catalase enzyme in animal which received the selenium supplementation or when this element was associated to the vitamin E. Smaller values of lipid peroxidation (TBARS) were detected in supplemented animals when these were compared to the control group. These results suggest that the reduced reserves of this antioxidant may exacerbate the generation of free radicals with an increase of the lipid peroxidation and the increase of the environment contamination by the eggs of Haemonchus contortus. Facing these results it is possible to conclude that the selenium supplementation provides a larger protection to the cell antioxidant and to the organism as a whole in lambs experimentally infected by Haemonchus contortus. / O presente trabalho teve como objetivo avaliar o metabolismo oxidativo dos neutrófilos, o hemograma e o perfil oxidativo de cordeiros experimentalmente infectados com Haemonchus contortus e suplementados com selênio e vitamina E. Foram utilizados 20 cordeiros machos, da raça Corriedale, distribuídos em quatro grupos experimentais com 5 animais: G1- animais infectados com larvas e suplementados com 0,2mg/kg de peso vivo (PV) de selenito de sódio por via intramuscular (IM); G2- animais infectados com larvas e suplementados com 0,2mg/kg PV de selenito de sódio IM e 2000 UI por animal de Vitamina E IM; G3- animais infectados com larvas e suplementados com 2000 UI por animal de Vitamina E IM; G4-animais infectados com larvas. Todos os grupos foram infectados, pela via oral, com 500 larvas L3 de Haemonchus contortus por animal a cada dois dias, pelo período de vinte dias a partir do dia zero. Para o hemograma e as análises bioquímicas foram realizadas coletas de sangue nos dias zero (T0), 20 (T1), 40 (T2) e 60 (T3) por venopunção da jugular utilizando-se tubos vacutainer®. As pesagens e a determinação dos ovos por grama de fezes dos animais ocorreram nesses mesmos tempos experimentais. Para as provas de NBT foram coletadas amostras de sangue heparinizadas nos dias zero, 30 e 60. Menores valores de leucócitos totais foram detectados no grupo suplementado exclusivamente com selênio (G1) em relação ao grupo controle (G4) no tempo 4. Em relação aos linfócitos observou-se diminuição no G1 em relação ao suplementado somente com vitamina E (G3) e G4 no tempo 3 (T3). Para ambos os testes, NBT-NE e NBT-E houve uma diminuição da capacidade de redução do corante aos 60 dias em relação aos demais tempos nos grupos tratados com selênio (G1 e G2).Os resultados do perfil oxidativo demonstraram significativa elevação da atividade da enzima GSH-Px nos grupos suplementados com selênio. Ainda, a correlação de Pearson revelou a existência de correlação negativa entre as concentrações de GSH-Px e TBARS e entre esta enzima e os valores de OPG. Incrementos também foram observados para a enzima catalase nos animais que receberam suplementação com selênio ou quando este elemento foi associado a vitamina E. Menores valores de lipoperoxidação lipídica (TBARS) foram detectados nos animais suplementados quando estes foram comparados ao grupo controle. Esses resultados sugerem que as reservas diminutas deste antioxidante podem exacerbar a geração de radicais livres com um aumento da peroxidação lipídica e o aumento da contaminação ambiental pelos ovos de Haemonchus contortus. Diante dos resultados é possível concluir que a suplementação com selênio proporciona uma maior proteção antioxidante celular e ao organismo como um todo de cordeiros experimentalmente infectados pelo Haemonchus contortus.