O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

O guaraná (Paullinia cupana) é uma planta nativa da América do Sul, e suas sementes tem sido utilizadas por tribos amazônicas desde antes da colonização. O extrato de guaraná é consumido popularmente nos dias de hoje, entretanto pouco se sabe sobre a relação desse extrato com a microbiota intestinal. A microbiota possui um papel central na absorção de nutrientes da dieta e na regulação do metabolismo energético, sendo modificada na obesidade. A microbiota intestinal também é afetada pelo consumo de compostos vegetais, sendo muitas vezes regulada positivamente por dietas ricas em polifenóis. Todavia, o consumo de extratos vegetais pode gerar um desfecho tóxico, assim como alterações negativas na microbiota. O efeito de extratos ricos em compostos secundários deve ser estudado individualmente. Nesse trabalho avaliamos as alterações no ecossistema intestinal causadas pelo extrato comercial de sementes do Guaraná em animais saudáveis e no contexto da obesidade.Induzimos a obesidade em animais através de uma dieta que mimetiza a dieta ocidental, caracterizada por uma maior quantidade de gordura, sal e açúcar refinado, e uma menor quantidade de fibras. Os animais também foram submetidos ao tratamento com um extrato comercial de Guaraná, cafeína ou salina. A disbiose intestinal foi medida no conteúdo cecal através da amplificação e sequenciamento da porção ribossomal 16S. Também foi medida a atividade enzimática no fígado, rins e intestino delgado, assim como a quantidade de citocinas proinflamatórias no soro. A dieta obesogênica gerou um aumento no ganho de peso e no acúmulo de gordura dos animais comparada com a dieta Chow. Tanto o Guaraná quanto a cafeína não foram capazes de reverter o ganho de peso e o acúmulo de gordura. Também observamos a diminuição da atividade da enzima CAT no rim nos animais que receberam guaraná, independente da dieta. A dieta obesogênica induziu alterações na microbiota intestinal semelhantes às da obesidade, diminuindo a proporção de Bacteroidetes sobre Firmicutes, aumentando o gênero Mucispirilum e diminuindo os gêneros Lactobacillus e Bifidobacterium. Os tratamentos com guaraná e cafeína na dieta Chow diminuíram a proporção B/F, assim como o gênero Bifidobacterium. Observamos um aumento no filo Proteobacteria nos animais do grupo controle obeso. Esse aumento foi revertido pelo tratamento com guaraná. Analisando os gráficos de clusterização e landscape, observamos uma maior distância entre a microbiota dos animais que receberam dietas diferentes do que a dos animais que receberam tratamentos diferentes. Os tratamentos com guaraná ou cafeína modificaram o ecossistema intestinal, mas sem a capacidade de diminuir o acúmulo de gordura ou o ganho de peso. A maior alteração na microbiota foi devido à dieta obesogênica e não aos tratamentos, mostrando que os efeitos anti-obesogênicos do guaraná observados em outros estudos provavelmente não são via microbiota intestinal. / Guarana (Paullinia cupana) is a plant native of South America, and its seedshave been used by Amazonian tribes since before colonization. Guarana extract is consumed popularly today, however little is known about the interactions of this extract with the intestinal microbiota. The gut microbiota plays a central role in the absorption of nutrients from the diet and in the regulation of energy metabolism, being altered in obesity. The intestinal microbiota is also affected by the consumption of plant metabolites and is often regulated positively by diets rich in polyphenols. However, the consumption of plant extracts can generate a toxic outcome, as well as negative changes in the microbiota. Therefore, the effect of plant extracts should be studied individually. In this work, we evaluated the changes in the intestinal ecosystem caused by the administration of a commercial extract of Guaraná seeds in healthy animals and in the context of obesity. We induced obesity in animals through a diet that mimics the western diet, characterized by a higher amount of fat, salt and refined sugar, and a smaller amount of fiber. The animals were also treated with a commercial extract of Guarana, caffeine or saline. Intestinal dysbiosis was evaluated by cecal content, amplification and sequencing of the 16S ribosomal portion. The antioxidant enzymatic activity of the liver, kidney and small intestine was measured as well as the concentration of pro-inflammatory cytokines in the serum. The obesogenic diet increased the weight gain and fat accumulation of the animals compared to the Chow diet. Both Guarana and caffeine were unable to reverse weight gain and fat accumulation. We observed a lower activity of the Glutathione Peroxidase enzyme in the kidney and small intestine in the animals that received obesogenic diet compared to the Chow diet, regardless of the treatment. We also observed the decrease of Catalase enzyme activity in the kidney of animals that received Guarana, regardless of diet. The obesogenic diet induced changes in the intestinal microbiota similar to other works in literature, reducing the proportion of Bacteroidetes/Firmicutes (B/F), increasing the genus Mucispirilum and decreasing the genera Lactobacillus and Bifidobacterium. Guarana and caffeine treatments in the Chow diet decreased the B/F ratio, thus the Bifidobacterium genus. We observed an increase in the phylum Proteobacteria, in the animals of the Obese Control group. This increase in the phylum Proteobacteria, was reversed by the treatment with Guaraná. Analyzing the phylogenetic proximity charts and landscape, we observed a greater distance between the animals that received different diets than animals that received different treatments. Treatments with guarana or caffeine modified the intestinal ecosystem, but without the ability to decrease fat accumulation or weight gain. The major change in the microbiota was due to the obesogenic diet and not to the treatments, showing that the antiobese effects of guarana observed in other studies probably are not via intestinal microbiota.

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.