A aterosclerose, doença sistêmica caracterizada pelo acúmulo de lipídios e elementos fibrosos nas artérias, é uma das principais causas de morte em diversos países. Partículas de lipoproteínas de baixa densidade (LDL) oxidadas estão presentes nas lesões aterogênicas, evidenciando a correlação entre estas partículas e a doença aterosclerótica. Este trabalho apresenta estudos de caracterização óptica e estrutural de lipoproteínas humanas nativas e oxidadas in vitro. As caracterizações foram realizadas por meio de diversas técnicas, sendo as principais a Varredura-Z e o espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) . Nos estudos de caracterização óptica verificou-se que a resposta não-linear das amostras de LDL está relacionada tanto com o seu conteúdo de antioxidantes, quanto com sua concentração de hidroperóxidos. Com relação à caracterização estrutural, foi proposto um novo método de análise para os dados de SAXS. Neste método, que mostrou-se mais adequando frente àqueles existentes na literatura, a curva de contraste de densidade eletrônica é obtida diretamente da curva de intensidade de espalhamento. Por meio das análises realizadas concluímos que as partículas de LDL apresentam pequenas alterações estruturais apenas quando comparamos a amostra nativa com aquela oxidada por 18 horas. São apresentados ainda alguns resultados exploratórios obtidos, tanto na caracterização óptica quanto na estrutural, para as lipoproteínas de alta densidade (HDL), que apontam para uma maior resistência deste tipo de lipoproteína ao processo oxidação. Por fim, é possível afirmar que a técnica de Varredura-Z é sensível a mudanças que ocorrem no início do processo oxidativo das lipoproteínas, enquanto a técnica de SAXS é sensível a mudanças em estágios mais avançados do mesmo processo. / Atherosclerosis, which is a systemic disease characterized by the accumulation of lipids and fibrous elements in the arteries, is a major cause of death in many countries. Particles of oxidized low density lipoproteins (LDL) are present in atherogenic lesions, showing the correlation between these particles and atherosclerosis. This thesis presents studies of structural and optical characterization of native and in vitro oxidized human lipoproteins. Characterizations were carried out by means of various techniques, the main ones being Z-scan (ZS) and small angle X-ray scattering (SAXS). In the optical characterization studies it was found that the non-linear response of LDL samples is associated with their antioxidant contents and with their concentration of hydroperoxides. With respect to the structural characterization, we propose a new method of analysis for the SAXS data. In this method, which is more suitable than those existing in the literature, the electron density curve is obtained directly from the scattering intensity curve. Through these analyses we conclude that LDL particles exhibit only small structural changes when native LDL sample is compared to the $18$ hours oxidized one. We also present preliminary results, both in structure and in optical characterization, for the high density lipoprotein (HDL), which presents a greater resistance (comparing to LDL) to the oxidation process. Finally, it is possible to say that the ZS technique is sensitive to changes that occur in early stages of the lipoprotein\'s oxidative process, while the SAXS technique is sensitive to changes in the later stages of the same process.

O indivíduo com diabetes mellitus tipo 2 apresenta um risco de 2 a 4 vezes maior de desenvolver doença cardiovascular (DCV) quando comparado ao não-diabético, sendo que este aumento do risco para o desenvolvimento da DCV também é observado quando na intolerância à glicose (IG) que ocorre em fases mais precoces da história natural do diabetes. Atribui-se ser a presença da síndrome metabólica (SM), que ocorre na maioria dos pacientes com DM2 e IG, um fator importante para o desenvolvimento da DCV nestes indivíduos. Dos componentes da SM, inúmeros estudos destacam a dislipidemia como um dos principais fatores para este risco. A dislipidemia comumente encontrada na IG é caracterizada por hipertrigliceridemia, baixo HDL-C e presença de LDL pequena e densa. Entretanto, como a elevação dos níveis séricos do LDL-C associada ao surgimento de aterosclerose prematura em indivíduos não diabéticos na maioria das vezes não é observada em pacientes com IG, questiona-se se outras alterações do metabolismo lipídico, tais como alterações da cinética do colesterol ou a transferência de lípides das lipoproteínas para a HDL, poderiam estar relacionadas ao maior risco cardiovascular nestes pacientes. Estudo prévio, utilizando uma nanoemulsão lipídica artificial de LDL, verificou uma remoção mais rápida do colesterol na forma livre em pacientes normolipidêmicos com doença arterial coronária (DAC) quando comparada com controles. No presente estudo, utilizou-se a nanoemulsão lipídica artificial para avaliar se esses dois processos envolvidos no metabolismo da LDL e da HDL estão alterados em pacientes com intolerância à glicose que os predispõem à DAC, relacionando estes resultados com fatores de risco cardiovasculares, tais como a resistência à insulina, a obesidade e a dislipidemia. Para tanto, foram estudados 14 pacientes com IG e 15 controles, sem manifestação clínica de DCV, que não utilizam antidiabéticos orais e hipolipemiantes, comparados com controles pareados para idade, sexo, raça, IMC, tabagismo, consumo de álcool, prática de atividade física e doenças associadas. Para o estudo cinético, a nanoemulsão marcada foi injetada endovenosamente e amostras de sangue coletadas ao longo de 24h para a determinação da radioatividade, das curvas de decaimento plasmático e da taxa fracional de remoção (TFR) dos lípides marcados a partir de um modelo de análise compartimental. Foi medida a taxa de esterificação do 3Hcolesterol livre da nanoemulsão no plasma e avaliada a transferência in vitro de lípides da nanoemulsão para a fração HDL. A resistência à insulina foi estimada pelo modelo matemático de homeostase glicêmica (HOMA) e a adiposidade abdominal por tomografia computadorizada de abdômen. A concentração plasmática de colesterol total, LDL-C, HDL-C, triglicérides e de apolipoproteínas não diferiu entre os grupos. O perfil antropométrico relacionado ao peso, IMC e circunferência abdominal foi semelhante entre os grupos. O grupo IG apresentou maior concentração de insulina de jejum (p=0,01), menor sensibilidade à insulina (p<0,01) e maior índice de resistência à insulina (p<0,01). A TFR 14C-EC foi similar nos dois grupos, porém a TFR 3H-CL foi mais rápida no grupo IG comparado com controle (p=0,04). A porcentagem de esterificação do 3H-colesterol da nanoemulsão bem como a transferência de lípides da nanoemulsão para a fração HDL foram semelhantes entre os grupos. A remoção mais rápida do 3H-colesterol livre mostra que ocorreu uma dissociação das partículas de colesterol da nanoemulsão lipídica nos pacientes com intolerância à glicose. Essa dissociação do colesterol pode refletir alterações no metabolismo intravascular da lipoproteína LDL, as quais podem favorecer a aterogênese nesses pacientes / Individuals with diabetes mellitus type 2 are 2 to 4 times more susceptible to cardiovascular disease (CVD) than non-diabetic individuals. This increased risk is also observed for glucose intolerance (GI) which appears in the initial stages of diabetes. The presence of the metabolic syndrome (MS), present in most DM2 and GI patients, is also an important factor contributing to the development of CVD in these individuals. Various MS component studies emphasize dyslipidemia as one of the main contributors for this risk factor. The dyslipidemia commonly associated to GI is characterized by hypertriglyciridemia, low HDL-C and the presence of a small and dense LDL. However, since associated LDL-C levels with the development of premature atherosclerosis in non diabetic individuals is for the most part not observed in GI patients, it is questioned whether other lipid metabolism alterations such as cholesterol kinetics or the lipid transfer to HDL could be related to a greater CVD risk in these individuals. A previous study using an artificial LDL nanoemulsion showed a faster removal rate of the free cholesterol in normolipidemic with coronary artery disease (CAD) patients when compared to control individuals. In this study an artificial lipid nanoemulsion was used to evaluate both these processes involved in the metabolism of LDL and HDL which are both altered in patients with GI that expose them to CAD, and relating the results to CVD factors such as insulin resistance, obesity and dyslipidemia. 14 GI and 15 control individuals participated in this study. All without manifestations of CVD, none using any oral antidiabetic medication or hypolipimeants, paired for age, sex, race, BMI, smoking, alcoholic consumption, physical activity and comorbidities. For the kinetic study, a labeled nanoemulsion was interveneously injected and blood samples collected at determined intervals over a 24 hour period to determine the radiactive plasma decay curves and fractional clearance rate (FCR) of the labeled nanoemulsion lipids through a compartmental analysis model. Plasma esterification rate of the 3H-free cholesterol of the nanoemulsion was measured as was the in vitro transfer from the nanoemulsion to HDL fraction. Insulin resistance was obtained by the glycemic homeostasis mathematical model (HOMA) and abdominal adipose by a computerized tomography of the abdomen. No differences were observed for total cholesterol plasmatic concentrations, LDL-C, HDL-C, triglycerides or apolipoproteins between the two groups. The anthropometric profile related to weight, BMI and abdominal circumference was similar for both groups. The GI group presented higher fasting insulin concentration (p=0.01), less insulin sensitivity (p=0.01) and a greater insulin resistance (p=0.01). The TFR 14C-CE was similar in both groups, although the TFR 3H-CL was faster in the GI group compared to the control group (p=0.04). The esterification percentage of the nanoemulsions 3H-colesterol, as well as the lipid transfer from the nanoemulsion to HDL fraction were similar for both groups. The faster 3H-free cholesterol removal shows that a dissociation of the cholesterol particles of the lipidic nanoemulsion occurred in those patients with GI. This dissociation could possibly reflect alterations in the intravascular LDL lipoprotein metabolism which in turn, may favor atherogenesis in these patients

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar, em pacientes portadores de diabete melito tipo 2 (DM 2) e em indivíduos saudáveis (C), o efeito agudo e crônico do exercício físico aeróbio intenso (TFA) sobre o insulto oxidativo e defesas antioxidantes plasmáticas, bem como o reflexo sobre a habilidade das HDL2 e HDL3 em inibir a oxidação das LDL in vitro. Métodos: O consumo máximo de oxigênio no pico de exercício (VO2 pico) foi medido respiração a respiração, durante teste de esforço máximo, realizado antes e após as 18 sem de TFA supervisionado. Colesterol total (CT), triglicérides (TG), glicose plasmática e insulina foram determinados antes e após TFA. Também foram determinadas a concentração de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), o perfil antioxidante total e a atividade sérica da paraoxonase-1. As HDL2 e HDL3 foram isoladas do plasma por ultracentrifugação em gradiente descontínuo de densidade. Para determinar o lag time de oxidação de LDL (LAG) e a razão máxima de formação de dienos conjugados (RDC), as HDL2 e HDL3, isoladas nos diferentes períodos experimentais, foram incubadas com pool de LDL de doadores saudáveis, na presença de CuSO4 (10µmol/mL) a 37°C, com leitura a 234 nm, durante 4 h. CT, TG, fosfolípides e apolipoproteína A-I foram determinados nas subfrações de HDL. Resultados: O VO2 pico aumentou em ambos os grupos após TFA. Não se observou variação significativa de peso, TG, HDL colesterol (HDLc), insulina e índice HOMA entre os grupos, tampouco após o treinamento físico. Antes do período de TFA, o CT e o LDL colesterol plasmáticos do grupo C foram maiores que o do grupo DM 2, diferença que não se manteve após o período de treinamento físico. HbA1c e glicemia foram maiores no grupo DM 2, antes e após TFA. O TFA não alterou a HbA1c no grupo DM 2. Na presença de HDL3, o LAG foi semelhante entre os grupos antes do TFA, porém apenas no grupo DM 2 houve aumento do LAG e redução na RDC, mediante incubação com HDL3 isolada após TFA. Na presença de HDL2, o LAG foi menor no grupo DM 2 quando comparado ao grupo C, antes do TFA. Após TFA esta diferença desapareceu. Não houve alteração na RDC em ambos os grupos após TFA. Não houve diferença entre os grupos na composição da HDL3 antes e após TFA. No período basal, a HDL2 do grupo DM 2 apresentou concentrações menores de CT e livre, desaparecendo a diferença após o TFA. Após TFA, observou-se redução no TBARS apenas no DM 2. O TFA não alterou a atividade da paraoxonase-1 e o perfil antioxidante total no plasma em ambos os grupos. Conclusão: O TFA reduziu a peroxidação lipídica no plasma, corrigiu o efeito antioxidante da HDL2 e melhorou o da HDL3 em indivíduos portadores de DM 2. Estes eventos foram independentes de alteração na sensibilidade à insulina e da concentração e composição de HDL no plasma / Objective: The objective of this study was to analyze in type 2 diabetes mellitus (DM 2) and in healthy controls subjects (C) the role of acute and aerobic exercise training (AET) on plasma oxidative stress and antioxidant defenses as well as the HDL2 and HDL3 ability to inhibit the in vitro LDL oxidation. Methods: Peak oxygen uptake (VO2 peak) was measured breath to breath during a maximal cardiopulmonary exercise test before (basal period) and after a 18-wk supervised AET. HDL2 and HDL3 isolated in both periods by discontinuous density gradient ultracentrifugation were incubated with a healthy donor\'s plasma LDL pool for measuring at 234 nm both the lag time for LDL oxidation (LAG) and the maximal rate of conjugated diene formation (MCD) on CuSO4 (10 µmol/mL) at 37°C, for 4 h. Total cholesterol, triglycerides, apolipoprotein A-I and phospholipids were measured in HDL2 and HDL3. TBARS, total antioxidant status and paraoxonase-1 activity were determined in plasma or serum. Results: VO2 peak increased similarly in C and in DM 2 after AET. In the basal period and after AET, both DM 2 and C did not differ according to TG, HDL-c, insulin and HOMA index. HbA1c and glycemia were higher in DM 2 before and after AET. Before AET TC and LDL-c was lower in DM 2 than in C. After AET, TC and LDL-c was similar between C and DM 2. In the presence of HDL3 lag time and MCD was similar in C and DM 2, but only in DM 2 AET improved lag time and reduce MCD. HDL3 composition was similar in DM 2 and C after AET. In the presence HDL2 lag time was lower in DM 2 than in C in the basal period, but did not differ after AET. MCD was lower in DM 2 after AET. HDL2 had less total and free cholesterol in DM 2 than in C but differences vanished after AET. After training plasma TBARS concentration was reduced in DM 2 alone. Training did not modify the total antioxidant status and serum paraoxonase-1 activity in both groups. AET reduces lipid peroxides in plasma, corrects the HDL2 and improves the HDL3 antioxidant effects in DM 2 subjects. These events were independent of changes in insulin resistance and plasma HDL concentration and composition

Introdução: O aumento na prevalência das doenças cardiovasculares alerta para a necessidade de estratégias eficazes e de baixo custo como medidas preventivas na redução dos fatores de risco, morbidades e óbitos decorrentes de eventos coronarianos. As modificações no estilo de vida são as primeiras alternativas a serem adotadas. Nesse contexto, a dieta ocupa lugar de destaque e os benefícios dos ácidos graxos poli-insaturados ômega-3 na saúde cardiovascular são amplamente reconhecidos. As doenças cardiovasculares são influenciadas por diversos fatores de risco e o desequilíbrio na concentração plasmática das lipoproteínas é um fator de risco independente no desenvolvimento da doença cardiovascular aterosclerótica. Entretanto, há evidências de que as subfrações lipoproteicas podem influenciar o risco cardiovascular de maneira diferenciada, dependendo das características físico-químicas e funcionalidade de cada partícula. O desenvolvimento de novas técnicas, capazes de identificar esses parâmetros, tem sido foco de grande interesse científico. Objetivo: Avaliar o papel do ômega-3 sobre as características físico-químicas da LDL e HDL e possível associação entre medidas Z-scan e marcadores cardiometabólicos em indivíduos adultos. Metodologia: A partir de uma subamostra do estudo CARDIONUTRI (estudo clínico, randomizado, controlado e duplo cego com seguimento de 8 semanas) foram selecionados 36 indivíduos do Grupo Ômega-3 (3,0g/dia de óleo de peixe - 1,11g de EPA + 0,69g de DHA) e 27 do Grupo Placebo (3,0g/dia de óleo mineral). Foram monitorados o perfil clínico, antecedentes familiares, consumo alimentar, atividade física e antropometria. Amostras de sangue foram coletadas após 12 horas de jejum para avaliação das concentrações plasmáticas de CT, TAG, HDL-C, LDL-C, APOAI, APOB, PON1 e glicose. O tamanho da HDL e LDL foi analisado pelo método padronizado Lipoprint®. O conteúdo de LDL(-) foi determinado por ELISA. As medidas Z-scan foram determinadas por meio da difusividade térmica e absorção linear da LDL (1,0 mg/dL de proteína), isolada por ultracentrifugação. Todos as variáveis do estudo foram avaliadas no momento basal e após 8 semanas de intervenção. A adesão à intervenção foi monitorada pela contagem de cápsulas e percentual dos ácidos graxos plasmáticos. Para avaliar a associação das medidas Z-Scan aos marcadores cardiometabólicos, os dados obtidos no momento basal foram submetidos à Análise de Componentes Principais. Resultados: A idade média dos participantes do estudo foi de 51,5 (10,5) anos. A suplementação com ômega-3 promoveu redução significativa de CT, TAG, não-HDL, HDLPEQUENA e LDL(-), além de aumento significativo de HDL-C e HDLGRANDE. O ômega-3 foi mais eficaz na redução dos TAG (29,2 por cento ) quando comparado ao placebo (2,9 por cento ). O Grupo Ômega-3 apresentou aumento de HDLGRANDE (16,9 por cento ) e redução de HDLPEQUENA (-16,3 por cento ) ao final da intervenção, com diferença significativa quando comparado ao Grupo Placebo que apresentou redução de HDLGRANDE (-4,8 por cento ) e aumento de HDLPEQUENA (17,7 por cento ). Não foram observadas diferenças nas medidas Z-scan após a intervenção, porém as medidas se associaram positivamente a Componentes Principais com padrões cardioprotetores da amostra e negativamente a padrões aterogênicos. Conclusão: O ômega-3 demonstrou efeito positivo no perfil lipídico e propriedades aterogênicas das subfrações lipoproteicas. A suplementação com ômega-3 não modificou as medidas Z-scan, no entanto, a técnica demonstrou ser uma ferramenta capaz de se associar a padrões aterogênicos e antiaterogênicos monitorados no presente estudo / Introduction: The increased of cardiovascular disease prevalence draws attention to the need to adopt effective and inexpensive strategies as preventive measures to reduce risk factors, morbidity and deaths from coronary events. Lifestyle modification is indicated as first alternative to be adopted. In this context the diet stands out and omega-3 polyunsaturated fatty acids benefits on cardiovascular health are largely recognized. Cardiovascular diseases are influenced by several risk factors and the plasma imbalance lipoprotein is considered a crucial independent risk factor. However, there is evidence of the influence of lipoprotein subfractions in cardiovascular risk, based on the physicochemical characteristics of these particles. The development of new techniques able to identify those parameters has been the focus of great scientific interest. Objective: To evaluate the role of omega-3 on HDL and LDL physicochemical characteristics and possible association between Z-scan measurements and cardiometabolic markers in adults. Methods: From a subsample of the study CARDIONUTRI (clinical, randomized, controlled, double blind study with 8-week follow-up) were selected 36 individuals from the Omega-3 Group (3.0g/day of fish oil - 1,11g EPA + 0.69g DHA) and 27 individuals from the Placebo Group (3.0g/day of mineral oil). The clinical profile, family history, dietary intake, physical activity and anthropometry were monitored. Blood samples were collected after 12 hours of fasting to evaluate plasma concentrations of TC, TAG, HDL-C, LDL-C, APOAI, APOB, PON1 and glucose. The HDL and LDL size was analyzed by the standard method Lipoprint®. The levels of LDL (-) was determined by ELISA. The Z-scan measurements were determined by thermal diffusivity and linear absorption of LDL (1.0 mg / dL protein) isolated by ultracentrifugation. All study variables were evaluated at baseline and after 8 weeks of intervention. The intervention accession was monitored by capsule count and percentage of plasma fatty acids. To evaluate the association of the Z-Scan measurements to cardiometabolic markers, the data collected at baseline were subjected to Principal Component Analysis. Results: The average age of individuals were 51.5 (10.5) years. The omega-3 supplementation promoted a significant decreased of TC, TAG, non-HDL, small HDL and LDL(-), and significantly increased HDL-C and large HDL. The omega-3 was more effective in reducing the TAG (29.2 per cent ) when compared to placebo (2.9 per cent ). The Omega-3 Group increased large HDL (16.9 per cent ) and decreased small HDL (-16.3 per cent ) after the intervention, with significant difference when compared to the Placebo Group that decreased large HDL (-4.8 per cent ) and increased small HDL (17.7 per cent ). There were no differences in Z-scan measurements with the interventions, but were observed positively associated the Z-scan measurements with the anti-atherogenic sample patterns and negatively associated with atherogenic sample patterns when the sample was standardized from the Principal Components Analysis. Conclusion: The omega-3 demonstrated positive effect on the lipid profile and atherogenic lipoprotein subfractions. Supplementation with omega-3 did not modify the Z-scan measurements, however, the technique proved to be a tool that can be associated with atherogenic and anti-atherogenic sample patterns monitored in this study.

Após o primeiro ano de transplante cardíaco (TC) o desenvolvimento da doença coronária do transplante se torna a principal causa de morbidade e mortalidade desses pacientes. Neste período, aproximadamente 40% dos pacientes com (TC) desenvolvem hiperlipidemias que contribuem para a gênese da doença coronária do transplante. Alterações no metabolismo lipídico, entre elas, no metabolismo dos quilomícrons e da lipoproteína de baixa densidade (LDL) já foram reportadas no pós transplante. Por outro lado, a concentração da lipoproteína de alta densidade (HDL) nesses pacientes é ainda controversa. Tem sido reportado que a avaliação somente da concentração da HDL não é o suficiente para avaliar todo o papel protetor, portanto aspectos funcionais da HDL devem ser testados. Neste estudo, a propriedade fundamental da HDL de receber lipídeos das outras lipoproteínas foi avaliada em pacientes com TC, através da lipoproteína artificial (LDE). Foi também avaliado o diâmetro da HDL e a sua enzima antioxidante, a paraxonase 1 (PON1). Foram estudados 20 pacientes com TC e 20 indivíduos normolipidêmicos pareados por sexo, idade e índice de massa corpórea. Amostras de sangue foram coletadas, após jejum de 12hs, para determinação do perfil lipídico, glicose, atividade da PON1, diâmetro da HDL e transferência de lipídeos da LDE para a HDL. A concentração de colesterol total e LDL-colesterol não foram diferentes entre os grupos, enquanto a concentração de HDL_colesterol foi menor no grupo TC (p=0.01). A concentração de triglicérides no TC foi aproximadamente 40% (p=0.001). A concentração de apo A-I e apo B foram similares entre os grupos. A glicose plasmática está aumentada nos pacientes transplantados (p=0.008). O diâmetro da HDL é menor nos pacientes do grupo TC quando comparados ao do grupo controle (p=0.047), enquanto a atividade da PON1 não diferiu entre os grupos. A transferência de colesterol e éster de colesterol da LDE para a HDL foi menor em pacientes com TC quando comparados aos controles (p= 0,045 and 0,003 respectivamente). Por outro lado, não encontramos diferenças entre os grupos na transferência de triglicérides e fosfolípides. Os resultados nos mostram que a transferência de colesterol e éster de colesterol está diminuída no TC. Como o éster de colesterol é o principal constituinte do núcleo da HDL, a menor transferência de colesterol para a HDL pode ter contribuído para o menor diâmetro da HDL observado neste grupo. Estas alterações no metabolismo da HDL podem potencialmente desestabilizar o pool de colesterol plasmático e o transporte reverso de colesterol. Este achado pode contribuir para o acelerado processo aterosclerótico que frequentemente ocorre nestes pacientes. / After the first year from the transplantation procedure transplant coronary heart disease becomes a major complication and the leading cause of late morbity and mortality of those patients. After the first year, roughly 40% of heart transplantation (HT) patients develop hyperlipidemias what is implicated in the genesis of transplant coronary heart disease. Alterations in plasma lipid metabolism such as disturbed chylomicron and low-density lipoprotein (LDL) metabolism were also reported. On the other hand, levels of high-densitylipoprotein (HDL) cholesterol are controversy in those patients. It has been perceived that the estimation of the lipoprotein concentration does not suffice to evaluate the overall HDL protective role and that the functional aspects of the lipoprotein should be tested. In this study, the fundamental property of HDL to receive lipids from other lipoproteins modeled by a artificial lipoprotein (LDE) was tested in HT patients, together with size and the HDL-associated antioxidant paraxonase 1 (PON 1). We studied 20 heart transplantation patients and 20 healthy normolipidemic subjects paired for sex, age and body mass index. Blood samples were collected after 12h fasting, for determination plasma lipids, glucose, paraxonase 1 activity, HDL size and transfer of lipids from LDE to HDL. The total cholesterol and LDL cholesterol concentration did not differ in the two groups, whereas HDL cholesterol was smaller in HT (p=0.01). Triglycerides were roughly 40% greater than those of the controls (p=0.001). Apo A-I e apo B concentration values were similar comparing HT patients with controls. Plasma glucose was greater in HT than in controls (p=0.008). HDL particle diameter was smaller in HT patients then in controls (p=0.047), whereas the activity of PON 1 is not different in both groups. The transfer of cholesterol and cholesteryl ester from LDE to HDL were smaller in HT patients than in controls (p= 0.045 and 0.003, respectively). On the other hand, there was no difference in the transfer of triglycerides and phospholipids between HT patients and controls. The results showed that the acceptance of cholesterol and cholesteryl esters by the HDL fraction is diminished in HT. Since cholesteryl ester constitute most of the HDL core and cholesterol is transformed in cholesteryl ester, decreased acceptance of both cholesterol from other lipoprotein particles may account for the smaller HDL particle diameter found in the HT patient group. These alterations in HDL metabolism can potentially destabilizing the plasma cholesterol pool and the reverse cholesterol transport. This finding can contribute for the accelerated atherosclerotic process that commonly occurs in those patients.

Introdução:O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) está associado ao aumento da mortalidade por doença arterial coronária (DAC). O DM2 afeta o metabolismo de lípides, levando à dislipidemia, caracterizada por hipertrigliceridemia e baixa concentração plasmática de HDL-colesterol. Transferências de lípides entre HDL e outras lipoproteínas são passos cruciais no metabolismo e função da HDL. Objetivo: Investigar se o desenvolvimento de DAC em pacientes com DM2 está associado com alterações na transferência de lípides para HDL. Métodos: Foram estudados 79 pacientes com DM2 portadores de DAC obstrutiva (DM2-DAC) e 76 pacientes com DM2 e artérias coronárias angiograficamente normais (DM2). Foram avaliados o perfil lipídico, apolipoproteínas, composição lipídica da HDL, dosagem de CETP e LCAT. No ensaio de transferência, as amostras de plasma foram incubadas por 1h a 37º com uma nanoemulsão artificial marcada com 3H-éster de colesterol e 14Cfosfolípides ou 3H -triglicérides e 14C-colesterol não esterificado. A quantificação da transferência de lípides da nanoemulsão doadora para a HDL foi feita após a precipitação da fração não HDL. O tamanho da HDL foi medido por laser light scattering. Resultados: Os pacientes DM2-DAC apresentaram maior concentração de colesterol total (DM2-DAC=218±48; DM2=193±36; p < 0,001), LDL-C (147±44 vs 124±33; p < 0,001) e apoB (103,1±20,4 vs 96,0 ± 19,5; p = 0,03) que o grupo sem DAC. Os grupos não mostraram diferença com relação à concentração plasmática de triglicérides (DM2-DAC=171 ± 73; DM2=154 ± 70; p=0,1) e HDL-C (41±9 vs 38±8; p=0,07). A transferência de éster de colesterol (4,0 ± 0,6 vs 4,3 ± 0,7; p=0,005) e de colesterol não esterificado (7,6 ± 1,2 vs 8,2±1,5; p=0,006) foi menor no grupo com DAC, porém esse grupo teve maior concentração de colesterol não esterificado no plasma (36,3 ± 8,0 vs 33,6±6,5 ;p=0,02). A concentração de CETP foi menor no grupo DM2DAC (2,1±1,0 vs 2,5 ±1,1; p=0,02 ). O diâmetro das partículas de HDL não diferiu entre os grupos (8,9 ± 1,2 vs 9,0±0,6; p=0,4), nem a composição lipídica da HDL (éster de colesterol: 52,2 ± 10,8 vs 50,6 ± 10,7; p=0,38; colesterol não esterificado: 9,0 ± 2,8 vs 8,4 ± 2,7; p=0,19; triglicérides: 13,4 ± 3,9 vs 12,4 ± 3,9; p=0,11e fosfolípides:77,2 ± 16,7 vs 78,8 ± 20,5; p=0,60). A atividade da enzima LCAT não diferiu entre os grupos (1,34 ± 0,12 vs 1,33 ± 0,10; p=0,9). As transferências de todos os lípides apresentaram correlação entre si. Na análise multivariada, a presença de DAC influenciou a transferência de éster de colesterol, quando ajustado para HDL-C, apoA1, CETP massa e LDL-C (r2=0,5, p=0,03) e a transferência de colesterol não esterificado, quando ajustado para apoA1, apoB, LCAT, glicemia, idade e sexo (r2 = 0,7, p = 0,003). Conclusão: Na amostra estudada, pacientes diabéticos portadores de DAC apresentam menor transferência de colesterol para HDL comparados com os pacientes diabéticos sem DAC obstrutiva / Aim: Type 2 diabetes mellitus (DM2) is associated with morbidity and mortality secondary to coronary artery disease (CAD). DM2 affects lipid metabolism, and diabetic dyslipidemia is characterized by increased levels of tryglicerides and reduced levels of HDL-cholesterol. Lipid transfer between HDL and the other lipoproteins is a crucial step in HDL function and metabolism. Objective: The purpose of this study was investigate whether the susceptibility of patients with type 2 diabetes mellitus to develop CAD is related with alterations in lipid transfers to HDL. Methods: 79 patients with DM2 and obstructive CAD (DM2- CAD) and 76 with DM2 (DM2 group) and angiographic normal coronary arteries were studied. Lipid profile, apolipoproteins, HDL lipid composition, CETP and LCAT activity were evaluated. In the lipid transfer assay, fasting plasma samples were incubated for 1h at 37°C with a donor artificial nanoemulsion labeled with 3H -cholesteryl-esters and 14C-phospholipids or 3H-triglycerides and 14C-unesterified cholesterol. Radioactive lipids transferred from the donor nanoemulsion to HDL were quantified in the supernatant after chemical precipitation of non-HDL fractions and nanoemulsion. HDL size was measured by laser light scattering. Results: In DM2-CAD, total cholesterol (DM2- DAC=218 ± 48; DM2=193±36; p < 0,001), LDL-C (147 ± 44 vs 124±33; p < 0,001) and apoB (103,1±20,4 vs 96,0±19,5; p=0,03) were higher than in DM2 group. The groups showed no differences with respect to plasma triglycerides levels (DM2-DAC=171± 73; DM2=154 ± 70; p=0,1) nor HDL-C (41 ± 9 vs 38±8; p=0,07). DM2-CAD showed diminished transfer to HDL of esterified cholesterol (4,0±0,6 vs 4,3 ± 0,7; p = 0,005) and unesterified cholesterol (7,6 ± 1,2 vs 8,2 ± 1,5; p=0,006). However, the DM2-CAD group showed higher levels of plasmatic unesterified cholesterol (36,3±8,0 vs 33,6±6,5 ;p=0,02). CETP mass was lower in the DM2- CAD group (2,1 ± 1,0 vs 2,5 ± 1,1; p=0,02 ). HDL particle diameter was not different between groups (8,9±1,2 vs 9,0 ± 0,6; p=0,4) neither its lipid composition (esterified cholesterol: 52,2 ± 10,8 vs 50,6 ± 10,7; p=0,38; unesterified cholesterol: 9,0 ± 2,8 vs 8,4 ± 2,7; p=0,19; triglycerides: 13,4 ± 3,9 vs 12,4 ± 3,9; p=0,11; phospholipids: 77,2 ± 16,7 vs 78,8 ± 20,5; p=0,60). LCAT activity was not different in the two groups (1,34±0,12 vs 1,33±0,10; p=0,9). In multivariate analysis, DAC influenced cholesteryl ester transfer, when adjusted to HDL-C, apoA1, CETP mass and LDL-C (r2=0,5, p=0,03), and unesterified cholesterol transfer, when adjusted to apoA1, apoB, LCAT, glycemia, age and sex (r2=0,7, p=0,003). Conclusion: In these sample, DM2-CAD patients show diminished cholesterol transfer to HDL particles when compared to diabetic patients without obstructive CAD

Os esteróides anabólicos androgênicos (EAA) aumentam a massa muscular e o desempenho físico. O uso abusivo de EAA leva a uma grande diminuição da concentração de HDL-C, podendo ocorrer um aumento nas concentrações de LDL-C e triglicérides. Os efeitos dos EAA na cinética plasmática das lipoproteínas que transportam os lípides da dieta, na circulação sanguínea, os quilomícrons e seus produtos de lipólise, os quilomícrons remanescentes, não foram avaliados e podem estar relacionados com o processo aterosclerótico. No presente estudo, foram estudados 12 indivíduos que realizam exercício de força localizada e admitem fazer uso de EAA (grupo Musculação+EAA), 16 indivíduos que também realizam exercício de força localizada, porém não fazem uso de EAA (grupo Musculação) e 18 indivíduos sedentários e normolipidêmicos (grupo Sedentário). A emulsão de quilomícrons artificiais, marcada com triglicérides radioativos (TG-3H) e éster de colesterol radioativo (EC-14C), foi injetada endovenosamente e amostras de sangue foram colhidas durante intervalos de tempo préestabelecidos. As curvas de decaimento plasmático dos lípides radioativos da emulsão foram traçadas e as taxas fracionais de remoção (TFR) foram calculadas por meio de análise compartimental. A TFR-EC do grupo Musculação+EAA apresentou-se diminuída comparando-se aos grupos Sedentário e Musculação (0,0073± 0,0079 min -1, 0,0155± 0,0100 min -1, 0,0149± 0,0160 min -1, respectivamente; p< 0,05), enquanto que as TFR-TG foram similares. As concentrações plasmáticas de LDL-C foram maiores no grupo Musculação+EAA comparando-se com os grupos Sedentário e Musculação (143±54,101±31, 111±52 mg/dL, respectivamente; p=0,047). As concentrações plasmáticas de HDL-C e de apolipoproteína A1 foram menores no grupo Musculação+EAA quando comparados aos grupos Sedentário e Musculação (HDL-C= 22±13; 41±7; 38±13 mg/dL, respectivamente; p<0,001 e apo A1= 88±50; 156±35; 140±24 mg/dL, respectivamente; p<0,001). As curvas de geração de ácidos graxos livres originados pela hidrólise de triglicérides radioativos dos quilomícrons artificiais na circulação sanguínea foram similares entre os grupos estudados. A atividade da lipase hepática foi maior no grupo Musculação+EAA, comparando-se aos grupos Sedentário e Musculação (7243±1822; 3898±1232; 2058±749, respectivamente; p<0,001), enquanto que a atividade da lipase lipoprotéica não diferiu. O diâmetro da HDL e concentração de triglicérides presentes na HDL também foram similares nos três grupos estudados. / Anabolic androgenic steroids (AAS) increase muscle mass and physical performance. Abusive use of AAS has led to a significant reduction of HDL-C concentration in the plasma, which in turn can cause lead to an increase in LDL-C and trigliceride concentrations. The effects of steroids on lipoprotein plasmatic kinetics which transport diet lipids in the blood, the chilomicrons and its lypolisis products, chilomicron reminiscents have not yet been studied and can be contributing factors to the ateroclesrosis process. In this study 12 local weight lifters and admitted steroid users (AAS group), 16 local weight lifters but nonsteroids use (non-user group) and 18 sedentary and normolipidemic individuals (control group) were studied. The artificial chilomicron emulsion, marked with radioactive triglyceride (3H-TG) and radioactive oleate cholesterol (14C-OC) were injected interveneously and blood samples collected during pre-established time intervals. The plasmatic decay curve of the radioactive lipids of the emulsion was traced and fractional clearance rate was calculated (FCR) through compartamental analysis. The FCR-OC of the AAS group when compared to the control and nonuser groups was reduced (0,0073±0,0079 min -1,0,0155±0,0100 min -1, 0,0149± 0,0160 min -1, respectivelly; p< 0,05), while FCR-TG were similar. The LDL-C plasmatic concentration were higher in the AAS group when compared to control and non-user groups (143±54,101±31, 111±52 mg/dL, respectivelly; p=0,047). The HDL-C plasmatic concentration and the apolipoprotein A1 were lower in the AAS group when compared control and non-user groups (HDL-C: 22±13; 41±7; 38±13 mg/dL, respectivelly; p<0,001 e apo A1: 88±50; 156±35; 140±24 mg/dL,respectivelly; p<0,001). No difference was observed of the area under the fatty acid generated curve. Hepatic lipase activity was greater in the AAS group when compared to control and the non-user groups (7243±1822; 3898±1232; 2058±749, respectivelly; p<0,001). However, no difference was observed for lipoproteic lipase activity. The analisys of HDL size and triglyceride concentration in HDL were similar for all three groups.

A composição lipídica das lipoproteínas reflete o conteúdo de ácido graxo (AG) da dieta. A influência dos AG na lipemia e aterogênese varia conforme o grau de saturação, de oxidação e suas proporções na dieta. Vários estudos reportam os efeitos dos ácidos graxos saturados (AGS), monoinsaturados (AGM) e poliinsaturados (AGP) sobre a concentração das lipoproteínas plasmáticas. No entanto, são pouco explorados os efeitos dessa suplementação sobre as propriedades funcionais da lipoproteína de alta densidade (HDL). Desse modo, no presente estudo foi avaliada a transferência de fosfolípides (FL), colesterol livre (CL), ésteres de colesterol (EC) e triglicérides (TG) de uma nanoemulsão lipídica artificial para a HDL, bem como sua atividade antioxidante e a sua composição em ácidos graxos. Além disso, foram avaliadas as atividades das proteínas de transferência de ésteres de colesterol (CETP) e de fosfolípides (PLTP). Foram estudados 84 hamsters Golden Syrian, machos adultos, divididos em 3 grupos os quais receberam suplementação dietética de óleos ricos em AGS (n=28), AGM (n=29) ou AGP (n=27), por gavagem, durante 30 dias. Amostras de sangue foram coletadas, após jejum de 12 h, para determinação do perfil lipídico, atividade da CETP, da PLTP, da paroxonase 1 (PON1) e a composição em ácidos graxos do plasma total e da fração HDL por cromatografia gasosa, bem como a transferência de lípides da nanoemulsão lipídica artificial para a HDL. O método de transferência é baseado na troca de lípides ocorrida entre uma nanoemulsão lipídica artificial, semelhante à estrutura lipídica da LDL, marcada radioativamente com 14C-CL e 3H-TG ou 14C-FL e 3H-EC, usada como doadora de lípides. Após precipitação química da nanoemulsão e das demais lipoproteínas, a capacidade da HDL de receber lípides foi quantificada pela medida da radioatividade presente na lipoproteína. As concentrações de colesterol total, EC, TG e ácido graxo oléico foram menores no grupo AGP em relação aos grupos AGS e AGM (p=0,002, p=0,010, p=0,001, p<0,05, respectivamente). A atividade da PON1, a atividade da PLTP assim como a composição em ácidos graxos da HDL, não diferiu entre os grupos estudados. Por outro lado, a atividade da CETP foi maior no grupo AGM quando comparado aos grupos AGS e AGP (p<0,05). O grupo AGP apresentou maior transferência de EC e menor transferência de FL em comparação aos grupos AGS e AGM (p<0,05). A suplementação dietética de ácidos graxos é capaz de influenciar a funcionalidade da partícula HDL. Dessa forma, o presente estudo fornece subsídios para melhor compreensão do efeito da dieta nos mecanismos relacionados ao metabolismo lipídico nos hamsters / The lipid composition of the lipoproteins reflects the fatty acid (FA) content of the diet . The degree of saturation and oxidation as the dietary content of the FA differently affects the lipemia and the atherosclerosis development. Numerous studies have evaluated the effects of the saturated fatty acids (SFA), monounsaturated fatty acids (MUFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA) on the plasma lipoprotein concentrations. However, few studies explored the effects of the dietary supplementation of these FA on the functional properties of the high-density lipoprotein (HDL). Therefore, in this study, the transfer of phospholipids (PL), free cholesterol (FC), cholesteryl esters (CE) and triglycerides (TG) from an artificial lipidic nanoemulsion to HDL, as its antioxidant activity and total fatty acids composition were evaluated. Also, the cholesteryl ester transfer protein (CETP) and the phospholipid transfer protein (PLTP) activities were determined. We studied 84 adult male Golden Syrian hamsters divided into 3 groups that received dietary supplementation of 0.75 ml of SFA (n=28), MUFA (n=29) or PUFA (n=27) rich oils by gavage for thirty days. Blood samples were collected after 12 h fasting for determination of plasma lipids, CEPT, PLTP and paraoxonase-1 (PON-1) activities, the fatty acids composition of the total plasma and HDL fraction by gas-liquid chromatography and transfer of lipids from the artificial lipidic nanoemulsion to HDL. The later method is based on the lipid transfer between an artificial lipidic nanoemulsion labeled with 3H-TG and 14C-FC or 3H-CE and 14C-PL, structurally similar to the low-density lipoprotein (LDL), used as a radioactive lipid donator. After artificial nanoemulsion and other lipoprotein precipitation, the capacity of HDL to receive lipids was quantified by measuring the radioactivity present in the lipoprotein. Serum total cholesterol, CE, TG and oleic fatty acids concentrations were smaller in the PUFA group than in the SFA and MUFA groups (p=0.002, p=0.010, p=0.001 and p<0,05 respectively). The PON-1, the PLTP activities and fatty acids composition of the HDL fraction were similar between the groups. On the other hand, the CETP activity was greater in the MUFA group than in the SFA and PUFA groups (p<0.05). The PUFA group showed greater transfer of CE and smaller transfer of PL from the nanoemulsion to HDL compared with SFA and MUFA groups (p<0.05). The dietary supplementation of different FA can lead to alterations of the functionality of the HDL particles. Therefore, the present study contributes to a better understanding of the effects of different fatty acid -rich diets on the mechanisms involved in the lipid metabolism in hamsters

Die chronische Herzinsuffizienz gehört zu den häufigsten internistischen Krankheitsbildern in Europa. Eine wichtige Rolle in der Therapie der chronischen Herzinsuffizienz spielt das moderate körperliche Ausdauertraining. HDL ist als Vasoprotektor bekannt und ist in der Lage, über die Regulation der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (eNOS) die Dilatationsfähigkeit von Gefäßen zu regulieren. Da eine gestörte Endothelfunktion verbunden mit einer geringeren eNOS-Expression einen wichtigen Aspekt in der Pathophysiologie der Herzinsuffizienz darstellt, war das Ziel dieser Arbeit zunächst, die HDL-induzierte eNOS-Aktivierung und NO-Produktion in Endothelzellen bei chronisch Herzinsuffizienten mit der von Gesunden zu vergleichen. Des Weiteren wurde der Einfluss körperlichen Ausdauertrainings auf die HDL-Funktion bei chronischer Herzinsuffizienz untersucht. Dafür wurde HDL jeweils aus Blutserum von herzgesunden Probanden und Herzinsuffizienten vor und nach körperlichem Ausdauertraining isoliert. Damit wurden humane aortale Endothelzellen inkubiert und anschließend mittels Western Blot die HDL-induzierte Phosphorylierung der endothelialen Stickstoffmonoxidsynthase (Regulation der eNOS-Aktivierung), der Proteinkinase C-βII sowie der p70S6K ermittelt. Des Weiteren wurde ESR-spektroskopisch die HDL-induzierte NO-Produktion in Endothelzellen gemessen. Letztendlich bestand die Frage, worin der Unterschied zwischen HDL von Gesunden und HDL von Herzinsuffizienten besteht, der die funktionalen Differenzen erklären kann. Dazu wurde die Menge des HDL-gebundenen Malondialdehyds ermittelt. Die Endothelfunktion wurde sonographisch als Fluss-vermittelte Vasodilatation bestimmt. Die Ergebnisse der Untersuchungen belegen, dass die HDL-induzierte eNOS-Aktivierung bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz im Vergleich zu Gesunden vermindert ist. Des Weiteren kann der Einfluss von HDL auf die eNOS-Aktivierung durch körperliches Ausdauertraining bei Patienten mit chronischer Herzinsuffizienz verbessert werden. Die Verbesserung der HDL-induzierten NO-Produktion korreliert dabei mit der verbesserten Fluss-vermittelten Vasodilatation. Als Unterschied zwischen HDL von Gesunden und dem von chronisch Herzinsuffizienten konnte bei den Letztgenannten eine höhere Menge von gebundenem Malondialdehyd nachgewiesen werden.

The security of service, confidential data, and intellectual property are threatened by physical attacks, which usually include reading and tampering the data. In many cases, attackers can have access to the tools and equipment that can be used to read the memory or corrupt it, either by invasive or non-invasive means. The secret keys used by cryptographic algorithms are usually stored in a memory. Physical unclonable functions (PUFs) are promising to deal with such vulnerabilities since, in the case of PUFs, the keys are generated only when required and do not need to be stored on a powered-off chip. PUFs use the inherent variations in the manufacturing process to generate chip-unique output sequences (response) to a query (challenge). These variations are random, device-unique, hard to replicate even by the same manufacturer using identical process, equipment and settings, and supposed to be static, making the PUF an ideal candidate for generation of cryptographic keys. This thesis work focuses on a delay-based PUF called arbiter PUF. It utilizes the intrinsic propagation delay differences of two symmetrical paths. In this work, an arbiter PUF implemented in Altera FPGA has been evaluated. The implementation includes Verilog HDL coding, placement and routing, and the communication methods between PC and FPGAs to make testing more efficient. The experimental results were analyzed based on three criteria, reliability, uniqueness, and uniformity. Experimental results show that the arbiter PUF is reliable with respect to temperature variations, although the bit error rate increases as the temperature difference becomes larger. Results also reveal that the uniqueness of the PUFs on each FPGA device is particularly low but on the other hand, the proportions of different response bits are uniform after symmetric routing is performed. / Tjänstens säkerhet, konfidentiella uppgifter och immateriell egendom hotas av fysiska attacker, som vanligtvis inkluderar läsning och manipulering av uppgifterna. I många fall kan angripare ha tillgång till de verktyg och utrustning som kan användas för att läsa minnet eller skada det , antingen med invasiva eller icke-invasiva medel. De hemliga nycklarna som används av kryptografiska algoritmer lagras vanligtvis i ett minne. Fysiska okonabla funktioner (PUF: er) lovar att hantera sådana sårbarheter eftersom, för PUF: er, nycklarna genereras endast när det behövs och inte behöver lagras på ett avstängd chip. PUF: er använder de inneboende variationerna i tillverkningsprocessen för att generera chip-unika utgångssekvenser (svar) på en fråga (utmaning). Dessa variationer är slumpmässiga, enhetsunika, svårt att kopiera till och med av samma tillverkare med identisk process, utrustning och inställningar, och antas vara statisk, vilket gör PUF till en idealisk kandidat för generering av kryptografiska nycklar. Detta avhandlingsarbete fokuserar på en fördröjningsbaserad PUF som kallas arbiter PUF. Den använder de inneboende utbredningsfördröjningsskillnaderna för två symmetriska vägar. I detta arbete har en arbiter PUF implementerad i Altera FPGA utvärderats. Implementeringen inkluderar Verilog HDLkodning, placering och routing och kommunikationsmetoderna mellan PC och FPGA för att effektivisera testningen. De experimentella resultaten analyserades baserat på tre kriterier, tillförlitlighet, unikhet och enhetlighet. Experimentella resultat visar att arbiter PUF är tillförlitlig med avseende på temperaturvariationer, även om bitfelfrekvensen ökar när temperaturdifferensen blir större. Resultaten avslöjar också att unikheten hos PUF: erna på varje FPGA-enhet är särskilt låg men å andra sidan är proportionerna av olika svarbitar enhetliga efter att symmetrisk dirigering har utförts.