Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249587.pdf: 739540 bytes, checksum: 2c5cd18f979555b8a20f6d1688cfa986 (MD5) / Cerebral ischemia is characterized by a transitory or a permanent reduction in the blood flow in a specific area of the central nervous system, producing glucose and oxygen deprivation (OGD) to cells. Events such as glutamatergic excitotoxicity and oxidative stress can lead to necrotic or apoptotic neuronal cell death. Besides being an essential element in the structure and function of a number of proteins, Zinc is released concurrently with glutamate in the glutamatergic synaptic transmission, exerting a modulatory role. Quercetin is a flavonoid obtained through the food, displaying known neuroprotective effects. The objective of this study was to develop neuroprotection strategies utilizing a model of ischemia and a model of oxidative stress by using hippocampal slices of adult rats. The animals treated in vivo with ZnCl2 (300 mg/L; p.o.) during 30 days did not show any evidence of neuroprotection in the hippocampal slices in the ex vivo ischemia model. The cell viability and permeability tests indicated impairment in the cell condition after 15 or 60 min of ischemia. The total glutathione (GSH-t) levels were decreased only after 2 hours of reperfusion. Protein thiol (PSH) content remained unchanged in all treatment conditions. In the in vitro treatment with ZnCl2 the response was dual, when the cell viability was evaluated, ZnCl2 10 and 100 ìM was able to protect hippocampal slices exposed to 15 minutes OGD followed by 2 hours of reperfusion, however, ZnCl2 100 ìM was neurotoxic when these slices were subjected to 60 minutes of OGD followed, or not, by 2 hours of reperfusion. In the cell permeability assay, ZnCl2 100 ìM was neuroprotective in the reperfusion period. Still, GSH-t and PSH content decreased after 15 or 60 min PGO specially at the highest ZnCl2 (10 and/or 100 ìM) tested concentration. In hippocampal slices incubated for 1 ctivity of the antioxidant enzyme glutathione reductase (GR), as did the GR specific inhibitor carmustine (BCNU). The GR inhibition by BCNU did not alter the ischemic response, indicating that GR inhibition is a secondary event in the toxicity induced by the ischemic insult, which is in accordance with published data. In the in vitro treatment using quercetin it was possible to unravel neuroprotection at quercetin 10 and 30 ìM when the cell viability was tested during the ischemic or in the reperfusion period. Quercetin at different concentration was unable to reverse the GSH-t content decrease in the 2-hours reperfusion period. The PSH levels remained unchanged in all treatments. Quercetin at 30 and 100 ìM produced neuroprotection in the cell viability test when the hippocampal slices were exposed to 2.5 mM H2O2, but was unable to reverse the GSH-t decrease when hippocampal slices were exposed to 1.0 or 2.5 mM H2O2. The PSH content remained unaltered after H2O2 treatment. These results suggest that ZnCl2 did not cause neuroprotection when administered in vivo, while, in vitro it caused a dual effect, being neurotoxic or neuropretective, depending on the parameter tested. Inhibition of GR is not a relevant fator in the ischemic model employed. Quercetin, demonstrated a strong neuroprotective action in the in vitro ischemia model and a moderate neuroprotective effect against H2O2.

A dieta de restrição calórica (RC) tem apresentado efeitos que diminuem a progressão, ou previnem completamente, uma variedade de doenças associadas com o envelhecimento, incluindo doenças cardiovasculares, diabetes e doenças neurodegenerativas. O prejuízo da função celular astroglial, incluindo captação de glutamato, atividade da glutamina sintetase (GS) e secreção de S100B, além de parâmetros de estresse oxidativo alterados podem contribuir para a progressão de doenças neurológicas. Este estudo objetivou avaliar alterações astrocíticas hipocampais em resposta à RC, medindo parâmetros astrogliais, tais como: captação de glutamato, atividade da GS e imunoconteúdo de GFAP e S100B. Nós investigamos também, os efeitos da RC nos parâmetros hipocampais (Hc) e corticais cerebrais (Cx) de estresse oxidativo e de comportamento em ratos Wistar machos. Parâmetros bioquímicos sanguíneos também foram avaliados. Os ratos (60 dias de idade) foram alimentados com dieta ad libitum ou com RC por 12 semanas. Os animais do grupo RC apresentaram um ganho de peso menor, de aproximadamente 16% em relação ganho de peso do grupo controle. A RC induziu um aumento significativo (23%) na captação de glutamato e na atividade da GS (26%). Não houve diferença significativa no imunoconteúdo de S100B ou GFAP. Os parâmetros bioquímicos avaliados não diferiram entre os grupos, indicando bom estado de saúde. Além disso, a RC não alterou parâmetros de ansiedade, mas aumentou significativamente a atividade locomotora, elevou os níveis de GSH e diminuiu a atividade de GPx, diminuiu a produção de ERO. Além disso, não alterou a peroxidação lipídica, conteúdo de óxido nítrico e a atividade da catalase. A RC também diminuiu o nível basal de dano oxidativo ao DNA, medido pelo ensaio cometa. Em resumo, este estudo indica que a RC modula as funções astrocíticas, através do aumento da captação de glutamato e da atividade da GS, sugerindo que a dieta pode exercer seus efeitos neuroprotetores contra patologias do SNC através da modulação destas funções. A RC também pode induzir a modulação hipocampal e cortical cerebral, resultando em alterações metabólicas, que por sua vez, melhoram as condições basais de importantes parâmetros de defesa celular, como por exemplo, o aumento dos níveis de GSH e diminuição do dano oxidativo ao DNA. / The dietary caloric restriction (CR) has been shown to slow the progression of, or even prevent entirely, a range of age-dependent pathologies, including cardiovascular disease, diabetes and neurodegenerative diseases. The impairment of astroglial cell function, including glutamate uptake, glutamine synthetase (GS) activity and S100B secretion, besides oxidative stress parameters altered, may contribute to the progression of neurological disorders. The present study aimed to evaluate hippocampal astrocytic changes in response to CR diet, measuring astroglial parameters, such as glutamate uptake, GS activity and the immunocontent of GFAP and S100B. We investigated also the effects of CR on hippocampal (Hc) and cerebral cortical (Cx) oxidative stress and behavioral parameters in male Wistar rats. Blood biochemical parameters were also analyzed. Rats (60-day old) were fed ad libitum or on CR diets for 12 weeks. CR-fed rats showed approximately 16% less body weight gain than control rats. The CR diet was able to induce a significant increase in glutamate uptake (23%) and in GS activity (26%). There were no statistically significant differences in the immunocontent of either GFAP or S100B. No differences were observed in the biochemistry parameters evaluated, indicating normal healthy. CR did not alter anxiety parameters but increased locomotion performance; increased glutathione content; decreased glutathione peroxidase activity; decreased reactive oxygen species production and did not altered lipid peroxidation, nitric oxide content and catalase activity. Also, CR diet decreased basal DNA damage index, measured by comet assay. In summary, the present study indicates that CR modulates astrocyte functions by increasing glutamate uptake and GS activity, suggesting that CR might exert its neuroprotective effects against brain illness by modulation of astrocytic functions. The CR diet also induced hippocampal and cerebral cortical modulation, resulting in metabolic changes which in turn improve the basal status of important parameters of cellular defenses, such as the increased glutathione content and decreased DNA damage.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa Multicêntrico de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290266.pdf: 2213401 bytes, checksum: 81bab09f73e2140f2d26245b98527869 (MD5) / As defesas antioxidantes e os sistemas de detoxificação podem ser modulados frente a contaminantes ambientais, dependendo do tempo e da intensidade da exposição, podendo levar a danos oxidativos. O objetivo deste trabalho é avaliar a resposta antioxidante e de adaptação celular de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) expostas a ambientes contaminados na Bacia do Rio Cubatão do Norte, Joinville, SC, principal pólo industrial de Santa Catarina. O estudo foi desenvolvido em outubro de 2009 e de 2010, onde as tilápias (<2 g/L, grupos de 10) foram expostas em gaiolas (1,2x1,0x0,8 m) por 2 ou 7 dias em três diferentes pontos (S1, S2 e S3) da Bacia do Rio Cubatão do Norte, sendo o grupo referência (REF) uma fazenda de cultivo. Os dados representam a média + E.P.M. As análises no sedimento mostraram a presença de contaminantes de origem antrópica, tais como hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), alquilbenzeno lineares e esteróis. O nível de contaminantes obedece a seguinte ordem: S2>S3>S1=REF. Os níveis de HPAs e biliverdina na bile, de HPAs no sedimento, a atividade 7-etoxi-resorufina-O-desetilase (EROD) e a expressão do citocromo P450 1A (CYP1A), mostraram uma correlação positiva entre si. A elevação dos níveis de metabólitos de HPAs na bile indica um aumento na capacidade de metabolização e eliminação destes compostos. A maior metabolização poderia ser explicada pela indução da atividade da EROD associada ao aumento da expressão de CYP1A, especialmente no ponto S2. O decréscimo nos níveis de tióis do fígado e sangue, bem como, o aumento dos danos ao DNA indicam que após 2 dias de exposição houve aumento nos índices de estresse oxidativo nos animais dos 3 pontos de estudo, o que foi corroborado pelo aumento da clivagem da poli (ADP-ribose) polimerase 1 (PARP1, 7 dias, S2). A restauração parcial do estado tiólico e de vários outros parâmetros, além da reversão nos danos ao DNA e a indução de peroxirredoxina 6 (Prx6, S2), indicam que houve uma resposta adaptativa aos 7 dias de exposição. As atividades tiorredoxina redutase (TrxR, 2 dias), glutationa redutase (GR, 7 dias) e colinesterásica (2 dias) diminuíram no ponto S1. Em 2009, as maiores alterações foram encontradas após 2 dias de exposição e relacionadas à depleção de grupos tióis, enquanto que as alterações enzimáticas aconteceram predominantemente em 2010, sugerindo uma diversidade de contaminantes e/ou de seu aporte. Este estudo mostrou que protocolos utilizando respostas antioxidantes, danos oxidativos e indução de CYP1A como biomarcadores de contaminação aquática foram complementares e eficientes em discriminar o grau de contaminação entre os vários pontos de estudo. Os dados comprovam que animais que habitam a região da Bacia do Rio Cubatão do Norte estão expostos a contaminantes de origem antrópica e que estes têm ação negativa sobre os indivíduos, necessitando de medidas corretivas a curto e longo prazo. / Antioxidant defenses and detoxification systems may be modulated against environmental contaminants, depending on timing and intensity of exposure and may lead to oxidative damage. The aim of this study was to evaluate the antioxidant response and cellular adaptation of tilapia (Oreochromis niloticus) exposed to contaminated environments at Cubatão Basin, Joinville, SC, the main industrial area of Santa Catarina. The study was performed in October for two consecutive years (2009 and 2010). Tilapias (<2 g / L, 10 groups) were exposed in cages (1,2 x1,0x0,8 m) for 2 or 7 days in 3 different sites (S1, S2 and S3) of Cubatão Basin, and the reference group (REF) at a fish farm. Data are expressed as the mean ± SEM. The analysis in sediment showed contaminants of anthropogenic origin, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), linear alkylbenzene and sterols. A degree of contamination could be established: S2> S3> S1 = REF. The levels of PAHs and biliverdin in bile, PAHs in the sediment, 7-O-etoxiresorufina deetilase (EROD) activity and cytochrome P450 1A (CYP1A) expression presented good correlation. The high levels of PAH metabolites in bile indicates an increased ability to metabolize and dispose these compounds. The increased metabolization could be explained by the induction of EROD activity associated with increased CYP1A expression, especially at the site S2. The decrease in the levels of liver and blood thiols as well as an increase in DNA damage after 2 days of exposure are indicative of oxidative stress in animals from 3 studied sites, which is corroborated by the increased poly (ADP-ribose ) polymerase 1 (PARP1) cleavage (7 days, S2). The partial restoration of the thiol status and several other parameters, the reversal of DNA damage and peroxiredoxin 6 induction (Prx6, S2), indicate that there was an adaptive response after 7 days of exposure. The thioredoxin reductase (TrxR, 2 days), glutathione reductase (GR, 7 days) and cholinesterase (2 days) activities decreased at site S1. In the year 2009, most changes were found after 2 days of exposure and related to thiol status, whereas the enzyme changes occurred predominantly in 2010, suggesting a variety or diverse dosing of contaminants. This study showed that protocols using antioxidant responses, oxidative damage and CYP1A induction as biomarkers of aquatic contamination were complementary and efficient in discriminating the degree of contamination between the various sites of study. The data show that animals living in the Cubatão Basin, Joinville, SC, are exposed to contaminants of anthropogenic origin, producing a negative influence on individuals which requires corrective measures at short and at long term.

The present work presents electrochemical studies of Baylis-Hillman adducts, that show significant anti-tumoral activity. Electrochemical techniques used were Cyclic Voltammetry, Differential Pulse Voltammetry, Square Wave Voltammetry and Controlled Potential Electrolysis. The reduction behaviour of methyl 2-[p-nitrophenyl(hydroxy) methyl] acrylate (2) in aprotic medium (DMF + TBAP, 0.1 mol L-1) was typical of nitroaromatics, with three reduction waves, the first two related to the reduction of the nitro function. The third wave refers to the reduction of the acrylate group, similarly to the observed behavior of the pattern compound, the 2-[phenyl(hydroxy)methyl] acrylate (1). In protic medium (phosphate buffer, pH 6.9), compound 2 shows one reduction wave related to the generation of the derived hydroxylamine. In alkaline buffer (EtOH + phosphate, DMF + phosphate or EtOH + bicarbonate + NaOH, pH ~9), the electron transfer led to the formation of the stable nitro radical anion. Controlled potential electrolysis, in neutral protic medium, in 4 e-/4H+ process, furnished a dimer, after the nitro group reduction. Electrochemical studies performed on a dsDNA biosensor suggest that one of the targets for the biological action of 2 is the DNA. The DNA damage, verified by the presence of the oxidation peaks of the nucleobases guanine and adenine, is observed only, after the nitro group reduction (pharmacophore) to reactive intermediates, which reinforce the importance of the bioreduction for the biological action. The electrochemical and spectrophotometric studies, in the presence of GSH and GSSG, revealed that the reduction products of the nitro group interact with the endobiotics, in a different way. For phosphate + NaOH, pH 9.4, the addition of GSH to the solution of 2, led to the increase of current intensity for the first reduction wave that turns irreversible. The second reduction wave, relative to the hydroxylamine production, is no more observed in the voltammogram. Due to the acid nature of GSH, together with the inefficient buffering effect of the medium, glutathione acts as a protons donor, leading to a stable nitroso derivative. On the other hand, in bicarbonate + NaOH buffer, the pH is kept and glutathione is present in its dissociated form. Voltammetric changes are minimum, with a slight increase in the reversibility of the process concerning formation of nitro anion radical. At more negative potentials, the wave related to the production of hydroxylamine disappears, showing that GSH interacts with products of posterior reduction of the nitro group. The possible catalysis in the presence of O2 was not evidenced. These electrochemical results help in the understanding of the anticancer activity of 2 that can be considered a hypoxia targeted bioreductive agent with a glutathione depleting function / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente trabalho, foram realizados estudos eletroquímicos de compostos que apresentam expressiva atividade antiproliferativa, conhecidos como adutos de Baylis-Hillman. As técnicas utilizadas foram: voltametria cíclica, de pulso diferencial e de onda quadrada e eletrólise a potencial controlado. Os estudos eletroquímicos revelaram um comportamento padrão para o composto nitroaromático 2-[p-nitrofenil(hidroxi)] acrilato de metila (2). Em meio aprótico (DMF + TBAP, 0,1 mol L-1), o composto 2 apresentou três ondas de redução, sendo as duas primeiras referentes à redução do grupo nitro e, assim como no composto padrão não nitrado, 2-[fenil(hidroxi)] acrilato de metila (1), a onda adicional, em potencial mais negativo, relaciona-se à redução do grupo acrilato. Em meio prótico, tampão fosfato pH 6,9, uma única onda catódica relativa à formação da hidroxilamina é observada. Nos estudos em meio aquoso alcalino (EtOH + fosfato, DMF + fosfato ou EtOH + bicarbonato de sódio + NaOH, pH ~ 9), observou-se a formação de intermediário radicalar estável, o ânion radical nitro. Eletrólises em potencial controlado, em meio prótico neutro, levaram à formação e isolamento de um dímero, após redução do grupo nitro, em processo de 4e-/4 H+. Estudos eletroquímicos realizados em biossensor de dsDNA, sugerem que um dos alvos para ação biológica de 2 é o DNA. A lesão ao DNA, refletida pela presença de picos diagnósticos de oxidação das bases guanina e adenina, mensuráveis eletroquimicamente, é observada apenas após redução do grupo nitro (farmacóforo) a intermediários reativos, reforçando a necessidade de biorredução do grupo para posterior atividade biológica. Os estudos eletroquímicos e espectrofotométricos, em presença de GSH e GSSG, revelaram que os produtos de redução do grupo nitro interagem com os endobióticos, de maneira diferente. Para o meio fosfato + NaOH, pH 9,4, a adição de GSH promoveu o aumento na intensidade de corrente para o primeiro processo eletródico, bem como a perda de reversibilidade. Já a segunda onda de redução, relativa à formação da hidroxilamina, não foi observada no voltamograma. De acordo com as funções ácidas da GSH, aliada ao ineficiente efeito tamponante desse meio, a glutationa atua como doador de prótons, favorecendo a formação do derivado nitroso. Por outro lado, em tampão bicarbonato + NaOH, onde se tem um eficiente efeito tamponante e a glutationa se encontra na forma desprotonada, as alterações voltamétricas são mais discretas, com aumento da reversibilidade do processo referente à formação do ânion radical nitro. Em potenciais mais negativos, a onda relativa à geração da hidroxilamina desaparece, o que evidencia a interação de GSH com os produtos de redução estendida do grupo nitro. A possibilidade de catálise, em presença de oxigênio, não foi evidenciada para 2. Os resultados obtidos fornecem subsídios úteis para a compreensão do mecanismo de ação antitumoral de 2, que pode ser considerado um agente biorredutivo, com função adicional seqüestradora de glutationa

Submitted by Ana Maria Fiscina Sampaio (fiscina@bahia.fiocruz.br) on 2014-07-21T18:05:28Z No. of bitstreams: 1 Alan Moreira de Araújo, Detecção de espécies... 2013.pdf: 1675349 bytes, checksum: 82f7886b065bdb7c68db0c1fb5d46f67 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-21T18:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Moreira de Araújo, Detecção de espécies... 2013.pdf: 1675349 bytes, checksum: 82f7886b065bdb7c68db0c1fb5d46f67 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil / Leptospirose é uma zoonose que pode levar a graves complicações, como a síndrome de Weil e a síndrome pulmonar hemorrágica, porém os mecanismos patogênicos que levam ao desenvolvimento das formas graves da doença ainda são desconhecidos. Após a penetração no indivíduo, as leptospiras invadem a corrente sanguínea e se disseminam para os órgãos. Dessa forma, a leptospirose apresenta características semelhantes as da sepse, doença que tem o estresse oxidativo como um dos principais responsáveis pelo seu agravamento. Entretanto, pouco se sabe sobre o envolvimento do estresse oxidativo na leptospirose. O presente estudo teve como objetivo avaliar se a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) e os níveis do antioxidante glutationa (GSH) estão relacionados com as manifestações clínicas mais graves de pacientes hospitalizados com leptospirose. A produção de ROS e os níveis de GSH foram avaliados nas amostras de sangue de doze pacientes e nove indivíduos saudáveis através dos ensaios de quimioluminescência e de absorbância, respectivamente. Nós observamos que os níveis de ROS estavam aumentados (p=0.0012) e os de GSH diminuídos (p=0.0002) nos pacientes quando comparados com os indivíduos saudáveis. Dentre os pacientes, a diminuição de GSH estava correlacionada com a trombocitopenia (r=0.63) e com elevados níveis de creatinina (r= -0.64), enquanto que a produção de ROS estava fortemente correlacionada com os níveis elevados de potássio sérico (r=0.8). A compreensão da importância biológica de ROS e do GSH na leptospirose faz-se necessária, pois uma investigação mais detalhada pode levar ao desenvolvimento de terapias adjuvantes focadas no estresse oxidativo. / Leptospirosis is a zoonotic disease that causes severe manifestations such as Weil’s disease and pulmonary hemorrhage syndrome, however the underlying mechanisms that lead to the development of severe forms are not clear. Leptospires penetrate through skin, reach the bloodstream and disseminate to the organs. Thus, leptospirosis and sepsis have similar characteristics. Although there is vast literature demonstrating that oxidative stress play an important role in the severity of sepsis, none is known about it in leptospirosis. The aim of this study was to evaluate whether reactive oxygen species (ROS) production and antioxidant reduced glutathione (GSH) levels are related to complications in patients hospitalized with leptospirosis. ROS production and GSH levels were measured in blood samples of twelve patients and nine healthy controls using chemiluminescence and absorbance assays. We found that ROS production was higher (p=0.0012) and GSH levels were lower (p=0.0002) in leptospirosis patients compared with healthy individuals. Among patients, GSH depletion was correlated with thrombocytopenia (r=0.63) and elevated serum creatinine (r= -0.64), while a strong positive correlation was observed between ROS production and elevated serum potassium (r=0.8). Additional investigation of the biological significance of ROS production and GSH levels is warranted as they may guide the development of novel adjuvant therapies for leptospirosis targeting oxidative stress.

GONDIM, F. A. Pré-tratamento foliar com H2O2 como estratégia para minimizar os efeitos deletérios da salinidade em plantas de milho. 2012. 147 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-03-12T11:18:41Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_fagondim.pdf: 5363206 bytes, checksum: 294ead0f26d9ba5ef8aeedaf8788b237 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-11-30T17:56:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_fagondim.pdf: 5363206 bytes, checksum: 294ead0f26d9ba5ef8aeedaf8788b237 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-30T17:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_fagondim.pdf: 5363206 bytes, checksum: 294ead0f26d9ba5ef8aeedaf8788b237 (MD5) Previous issue date: 2012 / This study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the maize plant acclimation to salt stress, studying the physiological and biochemical mechanisms involved. The present thesis was divided into three independent experiments that resulted in three chapters, each one corresponding to a scientific article. The experiments were conducted under hydroponic conditions and maintained in greenhouse, the plant model used was triple hybrid of maize (Zea mays L.), BRS 3003. Eight days after sowing (DAS), the seedlings were sprayed with 10 mM H2O2 solution or distilled water (as a control). Forty-eight hours after the spraying beginning, the seedlings were subjected to treatment with NaCl at 80 mM. In the first study, we analyzed the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on the growth and on the levels of organic and inorganic solutes in maize plants under salt stress. It was observed that H2O2 leaf spraying pretreatment promoted plant acclimation to salt stress, reducing the deleterious effects of salinity on the maize growth. This effect can be attributed, at least partially, to a great production of proteins, and soluble carbohydrates and NO3- as well as lower levels of Cl- and Na+ in leaves. The second study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on growth, antioxidative enzymes activity, lipid peroxidation (levels of malondialdehyde - MDA) and on the catalase expression (CAT) in maize plants under salt stress. It was observed that salinity reduced maize seedling growth when compared to control conditions, and H2O2 foliar spraying was effective in minimizing this effect. Analysis of the antioxidative enzymes (catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase) revealed that H2O2 leaf spraying increased antioxidant enzyme activities. CAT was the most responsive of these enzymes to H2O2, with higher activity since the beginning of the treatment (48 h), while guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase were responsive only at later stages (240 h) of treatment. Increased CAT activity appears linked to gene expression regulation. Lower MDA levels were detected in plants with higher CAT activity, which may result from the protective function of this enzyme. Overall, we can conclude that pretreatment with H2O2 leaf spraying was able to reduce the deleterious salinity effects on seedling growth and lipid peroxidation. These responses could be attributed to the H2O2 ability to induce antioxidant defenses, especially CAT activity. The third study evaluated the effects of H2O2 leaf spraying pretreatment on leaf area, relative chlorophyll content, relative water content, gas exchange and on the H2O2, ascorbate and glutathione contents in salt-stressed maize plants. In general, the salinity reduced leaf area, relative chlorophyll content and relative water content of the maize plants in comparison to the plants that grew under control conditions, moreover H2O2 leaf spraying was effective in minimize this effect. The salt treatment reduced photosynthetic parameters and, the H2O2 leaf spray was able to partially reverse this effect. The H2O2 content was increased by salinity in both, leaves and roots, and H2O2 leaf spray was effective in reducing this negative effect. The H2O2 foliar application did not alter the redox state of the antioxidants studied (ascorbate and glutathione). / Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do pré-tratamento de pulverização foliar das plantas de milho com peróxido de hidrogênio (H2O2) sobre a aclimatação ao estresse salino, estudando os mecanismos fisiológicos e bioquímicos envolvidos. A presente tese foi dividida em três experimentos independentes que resultaram na produção de três capítulos, cada um correspondendo a um artigo científico. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, sob condições hidropônicas, utilizando o híbrido triplo de milho (Zea mays L), BRS 3003. Oito dias após a semeadura, as plântulas foram pulverizadas com água destilada (controle) ou solução aquosa de H2O2 na concentração de 10 mM e, 48 h após o início da pulverização, foram submetidas ao tratamento com NaCl a 80 mM. No primeiro trabalho, foram estudados os efeitos da aplicação foliar de H2O2 no crescimento e nos teores de solutos orgânicos e inorgânicos de plantas de milho crescendo sob condições salinas. Verificou-se que o pré-tratamento de pulverização das plantas de milho com H2O2 induziu aclimatação das plantas de milho ao estresse salino, revertendo parcialmente os efeitos deletérios da salinidade no crescimento. Este efeito foi atribuído, pelo menos em parte, a um maior acúmulo de proteínas solúveis, carboidratos solúveis e NO3-, bem como a um menor acúmulo de íons tóxicos (Na+ e Cl-) nas folhas. O segundo trabalho avaliou os efeitos da aplicação foliar de H2O2 no crescimento, na atividade das enzimas antioxidativas, na peroxidação dos lipídios (teores de malondialdeído-MDA) e na expressão da enzima catalase (CAT) em plantas de milho sob condições de estresse salino. Constatou-se que a salinidade reduziu o crescimento das plantas e que a aplicação foliar de H2O2 minimizou este efeito. Observou-se também que as enzimas antioxidativas estudadas (catalase, peroxidase do guaiacol, perdoxidase do ascorbato e dismutase do superóxido) tiveram suas atividades aumentadas pela aplicação foliar de H2O2. A CAT se mostrou a principal enzima responsiva ao H2O2 e seu aumento de atividade parace estar relacionado à regulação da expressão gênica. Sob condições salinas, a menor peroxidação de lipídios foi encontrada nas plantas que apresentaram maiores atividades da CAT. De modo geral, concluiu-se que a pulverização foliar das plantas de milho com H2O2 foi capaz de reduzir os efeitos deletérios da salinidade no crescimento das plantas e na peroxidação dos lipídios. Essas respostas podem ser atribuídas, pelo menos em parte, à capacidade do H2O2 de induzir aumento na atividade e/ou expressão das enzimas antioxidativas, especialmente a CAT. O terceiro trabalho analisou os efeitos da aplicação foliar de H2O2 na área foliar, nos teores relativos de clorofila, nos teores relativos de água, nas trocas gasosas e nos teores de H2O2, ascorbato e glutationa de plantas de milho crescendo sob condições salinas. De modo geral, a salinidade reduziu a área foliar, os teores relativos de clorofila e os teores relativos de água e a pulverização foliar com H2O2 foi eficaz em minimizar esse efeito. A salinidade reduziu os parâmetros fotossintéticos (condutância estomática, transpiração, fotossíntese e concentração interna de CO2) e o pré-tratamento de pulverização das plantas com H2O2 foi capaz de reverter parcialmente esse efeito. Os teores de H2O2 foram aumentados pela salinidade tanto nas folhas como nas raízes e a pulverização foliar com H2O2 mostrou-se eficiente em reduzir este efeito, sem, contudo, alterar o estado redox dos antioxidantes analisados (ascorbato e glutationa).

A fenilcetonúria (PKU) é causada pela deficiência severa da atividade da fenilalanina hidroxilase (PAH), enzima responsável pela conversão de fenilalanina (Phe) em tirosina (Tyr), levando ao aumento dos níveis sanguíneos e teciduais de Phe, bem como de seus metabólitos fenilpiruvato (PPA), fenilactato (PLA) e fenilacetato (PAA). Os pacientes com PKU apresentam disfunção neurológica severa, manifestando convulsões, retardo mental e psicomotor, sintomas que estão associados ao acúmulo desse aminoácido e seus metabólitos. A restrição dietética, que faz parte do tratamento da PKU, nem sempre é mantida pelos pacientes e pode afetar o status antioxidante devido à restrição de nutrientes. Estudos recentes em ratos e com pacientes fenilcetonúricos mostram que o estresse oxidativo (EO) pode estar envolvido na neurofisiopatologia dessa doença, possivelmente devido ao aumento na produção de espécies reativas, e diminuição das defesas antioxidantes. O cérebro, órgão afetado na doença, é extremamente sensível ao EO devido a baixas defesas antioxidantes, alta concentração de ferro e lipídeos insaturados. Aparentemente o fígado não é afetado na PKU, mas é um importante órgão de detoxificação e reservatório de GSH (tripeptídeo antioxidante). O ácido lipoico (AL) é um potente antioxidante facilmente adquirido da dieta, absorvido pelo organismo e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção de EO em modelos de doenças neurodegenerativas. Um estudo recente demonstrou um efeito protetor do AL contra o EO gerado por uma concentração tóxica de Phe em cérebro de ratos jovens. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito do AL na prevenção do EO gerado em um modelo crônico de PKU induzido por injeções diárias de Phe e α-metilfenilalanina (inibidor da PAH). No presente trabalho, o modelo de hiperfenilalaninemia (HPA) causou, no cérebro, aumento de dano a lipídeos, proteínas e DNA; aumento da atividade da superóxido dismutase e diminuição da atividade da catalase, além de mostrar que essas enzimas podem ter um papel importante neste processo, uma vez que suas atividades são afetadas diretamente pela presença de Phe e seus metabólitos. Também foi possível descrever algumas espécies reativas específicas geradas no processo oxidativo envolvido na HPA, como de H2O2, NO• e O2 •-. E ainda, identificou-se que o EO não está restrito ao cérebro e que o fígado pode ter um papel importante em defesa ao EO encontrado na doença. As enzimas glutationa peroxidase, glutationa redutase, glicose-6-fosfato desidrogenase e o conteúdo total de GSH foram diminuídos pela HPA em cérebro dos animais e a atividade da glutamato cisteína ligase foi aumentada. Já no fígado, todas as enzimas relacionadas ao metabolismo da GSH foram aumentadas pela HPA. O tratamento com AL foi capaz de prevenir as alterações enzimáticas além de impedir o dano a biomoléculas. O AL também preveniu o aumento da produção de H2O2 e NO• no cérebro dos animais submetidos ao tratamento de HPA. Quanto ao metabolismo da GSH, o AL foi capaz de manter as atividades enzimáticas aos níveis do controle além de restaurar a produção de GSH no cérebro dos animais afetados pela HPA. De acordo com os resultados, é possível que um tratamento com antioxidantes seja eficaz na manutenção da homeostasia redox nos pacientes servindo como uma abordagem terapêutica inovadora e adicional ao tratamento dietético já aplicado aos pacientes de PKU. / Phenylketonuria (PKU) is caused by a severe deficiency of phenylalanine hydroxylase (PAH), the enzyme responsible for the conversion of phenylalanine (Phe) to tyrosine (Tyr), leading to increased blood and tissue levels of Phe and its metabolites phenylpyruvate (PPA), phenylactate (PLA) and phenylacetate (PAA). Patients with PKU have severe neurological dysfunction, characterized by seizures, mental retardation and psychomotor symptoms that are associated with the accumulation of this amino acid and its metabolites. A restrict diet important for PKU treatment, is not always maintained by patients and this can affect the antioxidant status due to nutrient limitation. Recent studies in rats and patients with PKU show that oxidative stress may be involved in the neuropathophysiology of this disease, possibly due to increased production of reactive oxygen species and decreased antioxidant defenses. The brain, organ affected in the disease, is extremely sensitive to oxidative stress due to low antioxidant defenses and high concentrations of Fe and unsaturated lipids. Apparently, the liver is not affected in PKU, but it is an important organ of detoxification and GSH reservoir (tripeptide antioxidant). Lipoic acid (LA) is a potent antioxidant easily acquired from the diet, absorbed by the body and has been suggested for the treatment and prevention of oxidative stress in different neurodegenerative diseases in many studies. A recent study showed a protective effect of LA against the oxidative stress generated by a toxic concentration of Phe in the brain of young rats. The aim of this study was to evaluate the effect of LA in preventing the oxidative stress generated in a chronic model of PKU induced by daily injections of Phe and α-methylphenylalanine (PAH inhibitor) for 7 days. The hyperphenylalaninemia (HPA) model caused in brain an increase of damage to lipids, proteins and DNA; increased superoxide dismutase activity and decreased catalase activity, showing that these enzymes may play an important role in this process, since their activities are directly affected by the presence of Phe and its metabolites. It was also reported some specific reactive species generated in the oxidation process involved in HPA as H2O2 , NO• and O2 • -. In addition, it was found that oxidative stress is not restricted to the brain, and the liver may play an important role in defense to oxidative stress found in the disease. Activities of glutathione peroxidase, glutathione reductase, glucose-6-phosphate dehydrogenase and total content of GSH were decreased by the HPA in the brain of animals and the activity of GCL was increased. In the liver, all enzymes related to GSH metabolism were increased by the HPA. Treatment with LA was able to prevent the enzymatic changes in addition to preventing damage to biomolecules. The overproduction of H2O2 and NO• by HPA model was inhibited by LA treatment. Regarding to GSH metabolism, LA was able to maintain enzyme activities and GSH production at control levels in the brain of animals affected by HPA. According to our results, it is possible that a treatment with antioxidants is effective in maintaining redox homeostasis in patients and may be a novel therapeutic approach additional to dietary treatment already applied to PKU patients.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Glutathione peroxidase (GPx; EC 1.11.1.9) is a well-known selenoenzyme that catalyzes the reduction of hydrogen peroxide and some organic hydroperoxides by glutathione (GSH) and protects lipid membranes and other cellular components against oxidative stress, which is related to many diseases and this enzyme is regarded as one of the most important antioxidant enzymes in living organisms. Because the natural GPx has some shortcomings (e.g. instability and poor availability), scientists have paid more attention to its artificial imitation. Synthetic organoselenium and organotellurium compounds have emerged as excellent candidates to act as GPx mimics. Thus, in this study, several aminoacids derivatives containing selenium or tellurium were tested in order to evaluate their in vitro (i) GPx mimic properties (or GPx like activity) according to the model reaction (H202 + 2PhSH → PhSSPh + 2H20); (ii) catalytic properties, (iii) reactivity with low molecular weight thiols (reduced glutathione, captopril and dithiothreitol) and (iv) their effect against lipid peroxidation have been performed. All compounds tested in this study showed ability to imitate de antioxidant enzyme GPx, but this property showed a dependence on the aminoacid residue and steric effect. Compounds C, D and 7g derivatives were found as the best catalysts in reducing peroxides, in comparison with other compounds tested. These results suggest that aminoacids derivatives compounds containing selenium or tellurium used in this work can be considered promising GPx mimetics. / A Glutationa Peroxidase (GPx; EC 1.11.1.9) é uma selenoenzima que catalisa a redução do peróxido de hidrogênio e hidroperóxidos orgânicos na presença de glutationa (GSH). Sua ação catalítica evita, desta forma, a oxidação dos lipídios constituintes da membrana, bem como de outros componentes celulares. Sabe-se que a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio (EROs) está relacionada ao surgimento de muitas doenças, e a enzima GPx é considerada uma das mais importantes enzimas antioxidantes presentes nos organismos vivos, sendo necessária para auxiliar na proteção contra estas patologias. No entanto, a enzima GPx possui algumas desvantagens tais como, instabilidade e pouca viabilidade no que diz respeito a uma possível administração oral ou endovenosa, por isso, surgiu o interesse na síntese de compostos que possam mimetizar o mecanismo de ação dessa enzima. Dados da literatura têm demonstrado que os compostos orgânicos sintéticos de selênio (Se) e telúrio (Te) são excelentes miméticos da enzima GPx. Assim, neste estudo, uma série de compostos orgânicos derivados de aminoácidos contendo Se e Te na estrutura foram testados com a finalidade de avaliação in vitro da (i) atividade mimética da GPx (ou tipo GPx, isto é, GPx like activity ) de acordo com a reação H2O2 + 2PhSH PhSSPh + 2H2O; (ii) propriedades catalíticas destes compostos, (iii) reatividade e possível oxidação dos compostos tiólicos de baixo peso molecular (glutationa reduzida, captopril e ditiotreitol) e o (iv) efeito contra a peroxidação lipídica. Todos os compostos utilizados neste trabalho demonstraram atividade mimética à GPx; porém, essa propriedade apresentou uma dependência em relação ao resíduo de aminoácido presente na estrutura do composto, bem como influência estérica. Os disselenetos C, D e os derivados do telureto 7g foram os mais eficazes na redução de peróxidos quando comparados aos demais compostos utilizados neste estudo. Portanto, estes resultados sugerem que os compostos orgânicos derivados de aminoácidos contendo Se ou Te podem ser considerados miméticos importantes da GPx.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-02Bitstream added on 2014-06-13T19:02:27Z : No. of bitstreams: 1 santos_rc_dr_botib.pdf: 1065875 bytes, checksum: 74f0b9824015f2857ea492f78e1e1286 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho visou estudar os efeitos farmacológicos do extrato metanólico (BiMeOH) e partições acetato de etila (AcoEt) e aquosa (AcoAq) das folhas de Byrsonima intermedia A. Juss, espécie do Cerrado brasileiro. A partir de sua indicação popular para gastrite e distúrbios do trato gastrintestinal, foram realizados ensaios in vivo que comprovaram seu potencial terapêutico como antiulcerogênico. Análise fitoquímica do extrato resultou na caracterização de BiMeOH que possui majoritariamente taninos condensados na partição AcoAq e flavonóides derivados de quercetina em AcoEt. A avaliação de toxicidade aguda revelou que BiMeOH causou morte de alguns camundongos fêmeas, indicando cautela em sua utilização. Embora a ação gastroprotetora de BiMeOH não envolva a participação do Óxido Nítrico (NO), as partições testadas apresentaram envolvimento dessa via, bem como de grupamento sulfidrilico (SH). Além disso, apenas a AcoAq apresentou gastroproteção frente às úlceras induzidas por DAINEs, com redução dos níveis de mieloperoxidase (MPO). Também foi mostrada a participação dos neurônios sensitivos à capsaicina tanto da BiMeOH quanto da AcoEt em sua ação gastroprotetora. O extrato e partições também foram efetivos na redução dos danos gástricos no teste de isquemia-reperfusão, com redução da atividade de MPO e aumento dos níveis de glutationa total (GSH) apenas para AcoEt. No duodeno, BiMeOH e AcoAq apresentaram atividades protetoras frente à lesão induzida por cisteamina. Nenhum tratamento agudo (24 hs) do extrato e partições foi capaz de reduzir as lesões promovidas pela isquemia-reperfusão, após a instalação da lesão. Porém, o tratamento de 6 dias com BiMeOH e AcoEt apresentou redução das lesões, acompanhada por diminuição de MPO e interleucina 1-β (IL 1-β) e aumento de interleucina 10 (IL-10). A AcoEt apresentou, ainda... / This study evaluated the pharmacological effects of the methanolic extract (BiMeOH) and the ethyl acetate (AcoEt) and aqueous (AcoAq) partitions from the leaves of Byrsonima intermedia A. Juss, a medicinal species of the brazilian Cerrado, in rodent models of gastrointestinal diseases. Although nitric oxide (NO) did not participated in gastroprotective action of BiMeOH the involvement of NO as well as sulfhydril compounds (SH) in the gastroprotection of AcoAq and AcoEt was shown in acute lesion induced by ethanol. Furthermore, only the AcoAq protected against NSAID-induced ulcers, with reduced levels of myeloperoxidase (MPO). It was also shown the involvement of capsaicin-sensitive neurons in the gastroprotection of BiMeOH and AcoEt. The gastric damage induced by ischemia-reperfusion were not affect by acute (24h) treatment with BiMeOH or partitions but the treatment for 6 days reduced the lesions and the MPO activity and increased levels of total glutathione (GSH). However, treatment with AcoEt and BiMeOH for 6 days decreased lesion accompanied by reduction in MPO and interleukin 1-β (IL 1-β) and increase in interleukin 10 (IL-10). The AcoEt also showed increased GSH and reduction of tumor necrosis factor α (TNF-α). On the other hand, AcoAq only increased levels of GSH and IL-10. Chronic treatment with BiMeOH, AcoAq or AcoEt for 14 days, but not for 7 days, reduced significantly the acetic acid-induced gastric lesions in rats with AcoAq and AcoEt increasing significantly the GSH levels in this model. In the duodenum, BiMeOH and AcoAq protected against injury induced by cysteamine administration. Mucosal lesions the evaluation of duodenal mucosa by 7 and 14 days of treatment was also observed reduction of injuries by the extract and partitions, up to GSH in AcoEt the period observed. The BiMeOH and AcoAq prevented the diarrhea induced by the castor oil decreasing... (Complete abstract click electronic access below)

A dieta de restrição calórica (RC) tem apresentado efeitos que diminuem a progressão, ou previnem completamente, uma variedade de doenças associadas com o envelhecimento, incluindo doenças cardiovasculares, diabetes e doenças neurodegenerativas. O prejuízo da função celular astroglial, incluindo captação de glutamato, atividade da glutamina sintetase (GS) e secreção de S100B, além de parâmetros de estresse oxidativo alterados podem contribuir para a progressão de doenças neurológicas. Este estudo objetivou avaliar alterações astrocíticas hipocampais em resposta à RC, medindo parâmetros astrogliais, tais como: captação de glutamato, atividade da GS e imunoconteúdo de GFAP e S100B. Nós investigamos também, os efeitos da RC nos parâmetros hipocampais (Hc) e corticais cerebrais (Cx) de estresse oxidativo e de comportamento em ratos Wistar machos. Parâmetros bioquímicos sanguíneos também foram avaliados. Os ratos (60 dias de idade) foram alimentados com dieta ad libitum ou com RC por 12 semanas. Os animais do grupo RC apresentaram um ganho de peso menor, de aproximadamente 16% em relação ganho de peso do grupo controle. A RC induziu um aumento significativo (23%) na captação de glutamato e na atividade da GS (26%). Não houve diferença significativa no imunoconteúdo de S100B ou GFAP. Os parâmetros bioquímicos avaliados não diferiram entre os grupos, indicando bom estado de saúde. Além disso, a RC não alterou parâmetros de ansiedade, mas aumentou significativamente a atividade locomotora, elevou os níveis de GSH e diminuiu a atividade de GPx, diminuiu a produção de ERO. Além disso, não alterou a peroxidação lipídica, conteúdo de óxido nítrico e a atividade da catalase. A RC também diminuiu o nível basal de dano oxidativo ao DNA, medido pelo ensaio cometa. Em resumo, este estudo indica que a RC modula as funções astrocíticas, através do aumento da captação de glutamato e da atividade da GS, sugerindo que a dieta pode exercer seus efeitos neuroprotetores contra patologias do SNC através da modulação destas funções. A RC também pode induzir a modulação hipocampal e cortical cerebral, resultando em alterações metabólicas, que por sua vez, melhoram as condições basais de importantes parâmetros de defesa celular, como por exemplo, o aumento dos níveis de GSH e diminuição do dano oxidativo ao DNA. / The dietary caloric restriction (CR) has been shown to slow the progression of, or even prevent entirely, a range of age-dependent pathologies, including cardiovascular disease, diabetes and neurodegenerative diseases. The impairment of astroglial cell function, including glutamate uptake, glutamine synthetase (GS) activity and S100B secretion, besides oxidative stress parameters altered, may contribute to the progression of neurological disorders. The present study aimed to evaluate hippocampal astrocytic changes in response to CR diet, measuring astroglial parameters, such as glutamate uptake, GS activity and the immunocontent of GFAP and S100B. We investigated also the effects of CR on hippocampal (Hc) and cerebral cortical (Cx) oxidative stress and behavioral parameters in male Wistar rats. Blood biochemical parameters were also analyzed. Rats (60-day old) were fed ad libitum or on CR diets for 12 weeks. CR-fed rats showed approximately 16% less body weight gain than control rats. The CR diet was able to induce a significant increase in glutamate uptake (23%) and in GS activity (26%). There were no statistically significant differences in the immunocontent of either GFAP or S100B. No differences were observed in the biochemistry parameters evaluated, indicating normal healthy. CR did not alter anxiety parameters but increased locomotion performance; increased glutathione content; decreased glutathione peroxidase activity; decreased reactive oxygen species production and did not altered lipid peroxidation, nitric oxide content and catalase activity. Also, CR diet decreased basal DNA damage index, measured by comet assay. In summary, the present study indicates that CR modulates astrocyte functions by increasing glutamate uptake and GS activity, suggesting that CR might exert its neuroprotective effects against brain illness by modulation of astrocytic functions. The CR diet also induced hippocampal and cerebral cortical modulation, resulting in metabolic changes which in turn improve the basal status of important parameters of cellular defenses, such as the increased glutathione content and decreased DNA damage.