O presente trabalho está inserido dentro de um estudo que pretende entender os mecanismos químicos e bioquímicos envolvidos na biodegradação da madeira por Ceriporiopsis subvermispora. Particularmente avaliou-se a relação entre a atividade redutora de Fe3+ presente em extratos aquosos de cultivos de Ceriporiopsis subvermispora sobre madeira com a iniciação de reações de peroxidação de ácido linoleico. A madeira foi biotratada por períodos de 7, 14 e 28 dias. Após a biodegradação, os cavacos foram extraídos com água e os extratos gerados foram caracterizados quanto a atividade redutora de Fe3+ e a capacidade de peroxidar ácido linoleico in vitro. As reações de peroxidação foram avaliadas a partir do monitoramento do consumo de O2 em um oxímetro. A partir desses ensaios foi possível determinar que tanto a oxidação de íons Fe2+ adicionados diretamente ao meio reacional ou a adição de íons Fe3+ e extratos com atividade redutora foram capazes de gerar radicais hidroperoxila que podem iniciar a peroxidação de ácido linoleico. As reações controle indicaram que a peroxidação não ocorre na presença de Fe3+. A adição de metanol às reações contendo Fe2+ não proporcionou menor capacidade de peroxidação de lipídeos, indicando que a reação não deve ser iniciada por OH radical. Tanto a atividade redutora de Fe+3 como a capacidade de iniciar a peroxidação de ácido linoleico dos extratos aumentaram em função do tempo de cultivo. A ultrafiltação dos extratos através de membranas seletivas associada com estudos de cromatografia de permeação em gel (CPG) indicaram que a maior parte da atividade redutora e da capacidade peroxidativa pode ser atribuída a compostos menores que 5kDa. Entre os compostos orgânicos identificados nas frações menores que 5 kDa, foram identificados, por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), alguns ácidos graxos como o palmítico e o ácido esteárico, além de glicerol e ácido oxálico e compostos aromáticos como a vanilina, e os ácidos vanílico, siríngico e gálico. A vanilina, detectada em todas as amostras em estudo, foi usada como padrão para um estudo comparativo das atividades redutoras de Fe3+ detectadas nos extratos. As concentrações estimadas de vanilina nos extratos foram de 5 a 22 ? moles/L de extrato ultrafiltrado. Soluções padrão de vanilina foram então preparadas em concentrações de 5 a 30 ? M e avaliadas quanto a capacidade de reduzir Fe3+ na presença de ferrozina. Essas misturas levaram à formação de Fe2+ nas concentrações de 0,5 a 0,7 ? M de Fe2+ , após 10 min de reação. A comparação desses dados com a capacidade redutora de Fe3+ encontrada nos ultrafiltrados da amostra de madeira biotratada por 14 dias, 43 ?M de Fe2+ em 10 min, sugeriu que a maior parte da capacidade redutora dos extratos não pode ser atribuída aos compostos detectados por CG/EM e sim deve ser atribuída a compostos que apresentam massa molar próxima àquela obtida pela calibração do sistema de CPG, entre 3 e 5 kDa. Isso sugere que a atividade redutora não estaria presente em compostos de baixa massa molar compatíveis com estruturas contendo 1 ou, no máximo, 2 anéis aromáticos e sim em derivados fenólicos maiores, oriundos da biodegradação da lignina. / The present work is inserted in a broad study aiming to understand the chemical and biochemical mechanisms involved in wood biodegradation by Ceriporiopsis subvermispora. Particularly, the relationship between the Fe3+-reducing activity present in aqueous extracts recovered from Ceriporiopsis subvermispora cultures on wood with the initiation of linoleic acid peroxidation reactions was evaluated. Wood chips were biotreated for periods varying from 7 to 28 days. After biotreatment, the wood chips were extracted with water and the resulting extracts were characterized according to their Fe3+-reducing activity, as well as their capacity to initiate linoleic acid peroxidation reactions in vitro. The peroxidation reactions were monitored through O2 consumption by using an appropriated Oximeter. Based on these assays, it was possible to show that Fe2+ ions added directly to the reaction media or the addition of Fe3+ ions plus aqueous extracts were able to generate hidroperoxil radicals that initiated linoleic acid peroxidation. The control reactions indicated that the peroxidation did not occur in the presence of Fe3+ ions alone. Addition of methanol to the reaction media containing Fe2+ did not diminish the lipid peroxidation extent, suggesting that the reaction should not depend on the formation of hydroxyl radical. The Fe3+-reducing activity and the capacity to initiate linoleic acid peroxidation increased in the aqueous wood extracts as a function of culturing time. The ultrafiltration of the extracts associated with gel permeation chromatography (GPC) studies indicated that most of the reducing activity and the peroxidation capacity present in the extracts were assigned to compounds presenting molecular mass lower than 5 kDa. In the fraction lower than 5 kDa some organic compounds were identified by using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). Palmitic and estearic acids, glycerol, oxalic acid and some aromatic compounds such as vanillin, vanillic, gallic and syringic acids were identified. Vanillin, detected in all the studied samples, was used as a standard for comparative evaluation of the Fe3+-reducing activities detected in the extracts. The estimated concentrations of vanillin in the extracts varied from 5 to 22 μmol/L of ultrafiltrated extract. Therefore, 5 to 30 μM standard solutions of va nillin were assayed for their Fe3+-reducing activity. These solutions reduced 0.5 to 0.7?M of Fe3+ after 10 min reaction. The comparison of these data with the Fe3+-reducing capacity found in the ultrafiltrated aqueous extract from the 14-day biotreated sample, 43 ? M of Fe3+ reduced after 10 min reaction, suggested that most of the reducing capacity in the extracts could not be attributed to compounds detect by GC/MS. Conversely, the Fe3+-reducing capacity could be assigned to compounds with higher molar mass as already observed in the GPC studies (3 to 5 kDa). These data suggest that the reducing activity detected in the aqueous extracts would not be compatible with low molar mass compounds containing 1 or, at least 2, aromatic rings. Instead, the Fe3+-reducing capacity should be assigned to high molar mass phenolic derivatives produced during the lignin biodegradation.

As células-tronco são capazes de se diferenciarem em praticamente todos os tipos celulares, podendo ser utilizadas em terapias de substituição em várias doenças. Células de linhagens hepáticas embrionárias e fetais pode ser uma fonte importante para a terapia celular em indivíduos com doenças hepáticas, pois possuem um alto índice de diferenciação em hepatócitos e células do ducto biliar. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial e o controle da resposta proliferativa de células do broto hepático de ratos Fischer 344 em cultura. A obtenção das células do broto hepático foi realizada nos períodos 12,5; 14,5 e 16,5 dias de gestação e os fragmentos foram cultivados em meio DMEM-F12. A caracterização morfológica foi realizada em microscopia invertida de luz e eletrônica de varredura. A caracterização dos marcadores de células mesenquimais, do citoesqueleto, progressão e fases do ciclo celular, morte celular, e do potencial elétrico mitocondrial foram realizadas por citometria de fluxo. A função bioquímica foi realizada pela análise das transaminases hepáticas e pela produção de radicais livres lipoperoxidados. Os resultados encontrados no acasalamento dos ratos isogênicos da linhagem Fischer 344 seguiu o protocolo de 12 h de luz, alcançando o índice reprodutivo satisfatório e reprodutível. O isolamento e separação do broto hepático desta linhagem de ratos permitiu a obtenção, expansão e caracterização de uma cultura primária nos diferentes dias de gestação 12,5; 14,5 e 16,5. Os aspectos morfológicos encontrados foram de células fusiformes do tipo fibroblast-like para todos os períodos de gestação em cultura. As análises das transaminases hepáticas TGO e TGP, mostraram se em concentrações menores no período 12,5 dias de gestação. A expressão dos marcadores de células-tronco de origem mesenquimais (CD90, Nanog, Oct ¾ e STRO1), marcadores do citoesqueleto (CK8, CK18 e Desmina), marcadores envolvidos na checagem e progressão do ciclo celular (P53, P21, P27 e Ciclina D1) e marcadores envolvidos na morte celular (Anexina V/PI, Caspase 3, Bax, Bad e Bcl2) mostraram diferencialmente expressos, nos diferentes períodos gestacionais. A análise do potencial elétrico mitocondrial nos períodos de gestação de 14,5 e 16,5 dias, foi maior na proporção de células inativas com menor capacidade funcional ou metabólica, quando comparada ao período de 12,5 dias ou mesmo em relação ao hepatócito normal de um rato adulto. Análise das fases do ciclo celular observou-se uma concentração de célula na fase G0/G1, repercutindo na modulação da capacidade de proliferação e aumento na proporção de células com DNA fragmentado, nas CBH no período de 16,5 dias em comparação aos demais períodos e ao hepatócito normal. O aumento da fragmentação do DNA em média de 3,5 e 2,3 vezes, respectivamente nos períodos de 12,5 e 14,5 dias de gestação. A capacidade de síntese e de divisão celular das CBH foi mantida em todos os períodos de gestação. Os radicais livres lipoperoxidados mostraram quantidades insignificantes em CBH nos diferentes dias de gestação. / Stem cells are able to differentiate into virtually all cell types and can be used in replacement therapies in various diseases. Cells of embryonic and fetal liver lines can be an important source for cell therapy in patients with liver disease because they have a high rate of differentiation into hepatocytes and biliary duct cells. The aim of this study was to evaluate the potential and control of the proliferative response of liver bud cells during the maturation of hepatocytes in culture. The acquirement of liver bud cells was performed for 12.5, 14.5 and 16.5 days of gestation and the fragments were cultured in DMEM-F12. Morphological characterization was performed on inverted light microscopy and scanning electron microscopy. The characterization of mesenchymal cell markers, cytoskeleton, and progression stages of the cell cycle, cell death and mitochondrial electric potential were performed by flow cytometry. The biochemical function was performed by analysis of liver transaminases and the production of free radicals lipoperoxidados. The results found in rats\' mating isogenic Fischer 344 followed the protocol of 12 hours of light reaching the reproductive rate satisfactory. The isolation and separation of the liver bud of this strain of mice allowed the isolation, expansion and characterization of a primary culture at different days of gestation, 12.5, 14.5 and 16.5 days. The morphological features were found of spindle cell type to fibroblast-like cells of the liver bud in culture. Analyses of hepatic transaminases GOT and GPT showed lower concentrations in the period 12.5 days of gestation. The expression of stem cell markers of mesenchymal origin (CD90, Nanog, Oct STRO1 and ¾), cytoskeletal markers (CK8, CK18 and desmin) markers involved in checking and cell cycle progression (P53, P21, P27 and Cyclin D1) and markers involved in apoptosis (Annexin V / PI, caspase 3, Bax, Bad and Bcl2) showed differentially expressed in different gestational periods. In the analysis of mitochondrial electrical potential in the gestation periods of 14.5 and 16.5 days, it was observed the higher proportion of quiescent cells with lower metabolic of functional capacity when compared to the periodo of 12.5 days or even compared to a normal hepatocyte adult rat. In the analysis of cell cycle phases it was observed the concentration of cell in the G0/G1 phase, resulting in modulation of proliferation capacity and the increase in the proportion of cells with fragmented DNA, CBH in the period 16.5 days compared to other periods and the normal hepatocyte. The increase of DNA fragmentation on average 3.5 and 2.3 times respectively in the periods of 12.5 and 14.5 days of gestation. The synthesis and cellular division of CBH was maintained in all stages of pregnancy. The free radicals lipoperoxidados showed insignificant amounts of CBH in the days of gestation.

Zhao Zheng. / "December 2000." / On t.p. "2" is subscript. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2000. / Includes bibliographical references (p. 187-241). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Mode of access: World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese.

O presente trabalho está inserido dentro de um estudo que pretende entender os mecanismos químicos e bioquímicos envolvidos na biodegradação da madeira por Ceriporiopsis subvermispora. Particularmente avaliou-se a relação entre a atividade redutora de Fe3+ presente em extratos aquosos de cultivos de Ceriporiopsis subvermispora sobre madeira com a iniciação de reações de peroxidação de ácido linoleico. A madeira foi biotratada por períodos de 7, 14 e 28 dias. Após a biodegradação, os cavacos foram extraídos com água e os extratos gerados foram caracterizados quanto a atividade redutora de Fe3+ e a capacidade de peroxidar ácido linoleico in vitro. As reações de peroxidação foram avaliadas a partir do monitoramento do consumo de O2 em um oxímetro. A partir desses ensaios foi possível determinar que tanto a oxidação de íons Fe2+ adicionados diretamente ao meio reacional ou a adição de íons Fe3+ e extratos com atividade redutora foram capazes de gerar radicais hidroperoxila que podem iniciar a peroxidação de ácido linoleico. As reações controle indicaram que a peroxidação não ocorre na presença de Fe3+. A adição de metanol às reações contendo Fe2+ não proporcionou menor capacidade de peroxidação de lipídeos, indicando que a reação não deve ser iniciada por OH radical. Tanto a atividade redutora de Fe+3 como a capacidade de iniciar a peroxidação de ácido linoleico dos extratos aumentaram em função do tempo de cultivo. A ultrafiltação dos extratos através de membranas seletivas associada com estudos de cromatografia de permeação em gel (CPG) indicaram que a maior parte da atividade redutora e da capacidade peroxidativa pode ser atribuída a compostos menores que 5kDa. Entre os compostos orgânicos identificados nas frações menores que 5 kDa, foram identificados, por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM), alguns ácidos graxos como o palmítico e o ácido esteárico, além de glicerol e ácido oxálico e compostos aromáticos como a vanilina, e os ácidos vanílico, siríngico e gálico. A vanilina, detectada em todas as amostras em estudo, foi usada como padrão para um estudo comparativo das atividades redutoras de Fe3+ detectadas nos extratos. As concentrações estimadas de vanilina nos extratos foram de 5 a 22 ? moles/L de extrato ultrafiltrado. Soluções padrão de vanilina foram então preparadas em concentrações de 5 a 30 ? M e avaliadas quanto a capacidade de reduzir Fe3+ na presença de ferrozina. Essas misturas levaram à formação de Fe2+ nas concentrações de 0,5 a 0,7 ? M de Fe2+ , após 10 min de reação. A comparação desses dados com a capacidade redutora de Fe3+ encontrada nos ultrafiltrados da amostra de madeira biotratada por 14 dias, 43 ?M de Fe2+ em 10 min, sugeriu que a maior parte da capacidade redutora dos extratos não pode ser atribuída aos compostos detectados por CG/EM e sim deve ser atribuída a compostos que apresentam massa molar próxima àquela obtida pela calibração do sistema de CPG, entre 3 e 5 kDa. Isso sugere que a atividade redutora não estaria presente em compostos de baixa massa molar compatíveis com estruturas contendo 1 ou, no máximo, 2 anéis aromáticos e sim em derivados fenólicos maiores, oriundos da biodegradação da lignina. / The present work is inserted in a broad study aiming to understand the chemical and biochemical mechanisms involved in wood biodegradation by Ceriporiopsis subvermispora. Particularly, the relationship between the Fe3+-reducing activity present in aqueous extracts recovered from Ceriporiopsis subvermispora cultures on wood with the initiation of linoleic acid peroxidation reactions was evaluated. Wood chips were biotreated for periods varying from 7 to 28 days. After biotreatment, the wood chips were extracted with water and the resulting extracts were characterized according to their Fe3+-reducing activity, as well as their capacity to initiate linoleic acid peroxidation reactions in vitro. The peroxidation reactions were monitored through O2 consumption by using an appropriated Oximeter. Based on these assays, it was possible to show that Fe2+ ions added directly to the reaction media or the addition of Fe3+ ions plus aqueous extracts were able to generate hidroperoxil radicals that initiated linoleic acid peroxidation. The control reactions indicated that the peroxidation did not occur in the presence of Fe3+ ions alone. Addition of methanol to the reaction media containing Fe2+ did not diminish the lipid peroxidation extent, suggesting that the reaction should not depend on the formation of hydroxyl radical. The Fe3+-reducing activity and the capacity to initiate linoleic acid peroxidation increased in the aqueous wood extracts as a function of culturing time. The ultrafiltration of the extracts associated with gel permeation chromatography (GPC) studies indicated that most of the reducing activity and the peroxidation capacity present in the extracts were assigned to compounds presenting molecular mass lower than 5 kDa. In the fraction lower than 5 kDa some organic compounds were identified by using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS). Palmitic and estearic acids, glycerol, oxalic acid and some aromatic compounds such as vanillin, vanillic, gallic and syringic acids were identified. Vanillin, detected in all the studied samples, was used as a standard for comparative evaluation of the Fe3+-reducing activities detected in the extracts. The estimated concentrations of vanillin in the extracts varied from 5 to 22 μmol/L of ultrafiltrated extract. Therefore, 5 to 30 μM standard solutions of va nillin were assayed for their Fe3+-reducing activity. These solutions reduced 0.5 to 0.7?M of Fe3+ after 10 min reaction. The comparison of these data with the Fe3+-reducing capacity found in the ultrafiltrated aqueous extract from the 14-day biotreated sample, 43 ? M of Fe3+ reduced after 10 min reaction, suggested that most of the reducing capacity in the extracts could not be attributed to compounds detect by GC/MS. Conversely, the Fe3+-reducing capacity could be assigned to compounds with higher molar mass as already observed in the GPC studies (3 to 5 kDa). These data suggest that the reducing activity detected in the aqueous extracts would not be compatible with low molar mass compounds containing 1 or, at least 2, aromatic rings. Instead, the Fe3+-reducing capacity should be assigned to high molar mass phenolic derivatives produced during the lignin biodegradation.

A Terapia Fotodinâmica é um tratamento promissor no cura de várias doenças oftalmológicas e dermatológicas, assim como tumores. Este tratamento utiliza a combinação de luz e um composto fotossensível na presença de oxigênio. Neste trabalho objetivamos entender mecanismos de fotossensibilização em membranas. Para isso, estudamos os efeitos de irradiação em Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs) compostas de POPC e Cardiolipina (CL) e POPC e Colesterol (Col), contendo uma molécula fotoativa (diC12-porf) ancorada à superfície dessas membranas. GUVs compostas por POPC e POPC:Col na presença da molécula fotoativa reagem ao estímulo da luz exibindo um aumento de área seguido de flutuações. O mesmo foi observado para membranas de POPC contendo menos que 50mol% de CL. Já para composições contendo 50mol% de CL, a membrana passa a formar domínios lipídicos podendo ou não ser destruída durante a irradiação. Estes domínios podem ser suprimidos com a adição de EDTA (agente quelante de íons divalentes) na solução. Ao adicionarmos CaCl2 ao meio externo das GUVs contendo EDTA, percebemos que o efeito dos domínios e destruição da membrana reaparece. Tal fato evidencia que íons Ca++ presentes em solução devem complexar com as cargas da CL, levando à formação de domínios lipídicos. Ao quantificar o aumento de área sofrido pelas membranas percebemos que a presença de CL na membrana de POPC inibe o aumento de área para concentrações acima de 40mol% de CL. Já a presença de Col na membrana parece não contribuir significativamente para o aumento de área, embora o mesmo sofra oxidação. Além disso, evidenciou-se que na presença de CL/Col o tempo de fotoclareamento de diC12-porf é muito maior do que na ausência destes. Estes resultados evidenciam que a inclusão de CL na membrana oferece um número maior de sítios de reação para o oxigênio singlete reduzindo a foto-degradação da molécula fotoativa. Já a inclusão de Col aumenta o tempo de vida da molécula fotoativa provavelmente devido ao fato da dupla ligação do Col estar mais próxima ao centro produtor de oxigênio singlete do que a dupla ligação do POPC. / Photodynamic Therapy is a promising treatment for the cure of many diseases, like tumors. This treatment uses a combination of light and a photosensitive molecule in the presence of oxygen. In this way, our objective is to understand photosensibilization mechanisms on membranes. For this purpose, we studied the effects of irradiation in Giant Unilamelar Vesicles (GUVs) composed of POPC and Cardiolipin (CL) and POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of a photosensitive molecule (diC12-porf). When the GUVs composed of POPC or POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of the photosensitive molecule were irradiated, increase in surface area followed by fluctuations was observed. For GUVs composed of low concentrations of CL, the membrane photo-response was similar to that observed for pure POPC. For GUVs composed of 50 mol% CL different responses to light irradiation were observed. Some lipid domains appear for GUVs in water under irradiation and the GUV might be destroyed. When the irradiation was done in the presence of EDTA (chelant agent), the formation of the domains was prevented. Further addition of CaCl2 to this solution induced the formation of domains again leading eventually to membrane disruption. These results suggest that divalent cations have effect on the binding to CL negative polar heads, favoring lipid domain formation. We quantified the area increase obtained for the GUVs. For GUVs composed of CL we observed that until 40mol% of CL, the maximum expansion reached by the membrane area was similar to that obtained for pure POPC. For 50mol% of CL the increase of area is smaller than that found for GUVs composed only by POPC. For GUVs composed of Chol the behavior of the area is similar to that found for POPC. This means that the increase of area is mainly related to POPC peroxidation, although Chol hydroperoxide must be concomitantly formed too. Further, we observed that the diC12-porf photobleaching characteristic time for GUVs composed of CL/Chol is greater than that noted for GUVs composed of POPC. This means that when we introduce CL we are increasing the possibilities of reaction of the singlet oxygen and the photosensitive molecule is protected. The insertion of Chol in the membrane also protects the photosensitive molecule.

Exposição a Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) está relacionada com o aumento de risco de câncer. Esses carcinógenos dependem da sua ativação para intermediários eletrofílicos para causar danos em biomoléculas. As vias de ativação melhor estudadas incluem (i) a formação de diol-epóxido nas regiões de baía ou fjord dos HPAs através de epoxidações catalisadas pela citocromo P450 (CYP450), com uma hidrólise intermediária pela epóxido hidrolase e (ii) oxidação (CYP450 ou peroxidases) levando à formação de um cátion radical reativo. Outras vias incluem a formação de derivados metilados, quinonas e metabólitos de anel aberto cujas contribuições para a carcinogênese ainda são pouco estudadas, assim como o papel do estresse oxidativo na toxicidade dos HPAs. Neste trabalho foi investigado a citotoxicidade e genotoxicidade do indeno[1,2,3-cd]pireno, trifenileno e coroneno e seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas). Linhagens de carcinoma hepatocelular humano (HepG2) e de hepatócitos humanos normais (THLE-2) foram incubadas com os HPAs e suas respectivas quinonas e hidroquinonas acetiladas para análise de viabilidade celular (MTT) em diferentes condições de cultivo (por 16 horas, de 20 a 200 uM). Células HepG2 foram incubadas por 16 horas com indeno[1,2,3-cd]pireno (50 µM), coroneno (20 µM), trifenileno (10 uM) ou seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas acetiladas) para análise de dano oxidativo em DNA e peroxidação lipídica. Nas concentrações descritas acima, esses HPAs estruturalmente diferentes e seus produtos de oxidação são citotóxicos e levam ao aumento dos níveis de 7,8- dihidro-8-oxo-2\'-desoxiguanosina e malonaldeído. Tais danos podem contribuir para o aumento do risco de desenvolvimento de doenças, como o câncer, na população exposta. / Exposure to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) is related to the increase in the risk of cancer. These carcinogens depend on their activation by electrophilic intermediates to cause damage on biomolecules. The best understood activation pathways include (i) the formation of diol-epoxide in the bay and fjord regions of the PAH through epoxidations catalyzed by cytochrome P450 (CYP450), with an intermediate hydrolysis by epoxide hydrolase and (ii) oxidation (CYP450 or peroxidases) leading to the formation of a reactive cationic radical. Other pathways include the formation of methylated derivatives, quinones and open-ring metabolites whose contributions to carcinogenesis, as well as the role of oxidative stress on PAH toxicity, have not been extensively studied yet. This work investigated the cytotoxicity and genotoxicity of indene[1,2,3-cd]pyrene, triphenylene and coronene and their oxidation products (quinones and hydroquinones). Strains of human hepatocellular carcinoma (HepG2) and of normal human hepatocytes (THLE-2) were incubated with PAH and their respective quinones and acetylated hydroquinones and afterwards analyzed for cell viability (MTT) under different culture conditions (for 16 hours, 20 to 200 BM). HepG2 cells were incubated for 16 hours with indene[1,2,3-cd]pyrene (50 BM), coronene (20 BM), triphenylene (10 BM) or their oxidation products (quinones and acetylated hydroquinones) and afterwards analyzed for oxidative damage on DNA and lipid peroxidation. In the mentioned concentrations, these structurally different PAHs and their oxidation products are cytotoxic and lead to an increase in the levels of 7,8-dihydro-8-oxo-2\'-deoxyguanosine and malonaldehyde. Such damages may contribute to increase the risk of diseases like cancer in the exposed population.

A homogeneização das doses de sêmen suíno e a ressuspensão dos espermatozoides durante o armazenamento têm sido considerados como procedimentos benéficos para a qualidade espermática. Contudo, os fundamentos acerca dessa recomendação não estão completamente elucidados. O objetivo deste estudo é avaliar o efeito da homogeneização nos parâmetros espermáticos e status oxidativo das doses de sêmen suíno durante o armazenamento. Vinte e um ejaculados suínos normospérmicos foram diluídos em split sample nos diluentes Androstar® Plus (AND) e Beltsville Thawing Solution (BTS) e as doses de sêmen foram submetidas aos protocolos sem homogeneização (NoHom) ou com homogeneização manual duas vezes ao dia (2xHom) durante o armazenamento a 17ºC por 168 h. Os parâmetros espermáticos foram avaliados de acordo com motilidade espermática, cinética espermática e integridade de membrana com as sondas fluorescentes SYBR-14/PI através do sistema CASA, integridade de acrossoma sob microscopia óptica com contraste de fase, teste de termorresistência a 38ºC por 30 min e 120 min, e pH das doses de sêmen. O status oxidativo foi determinado pela peroxidação lipídica, oxidação proteica, teor de grupos sulfidrila, espécies reativas intracelulares, potencial antioxidante total e atividade enzimática da superóxido dismutase (SOD). As doses inseminantes submetidas a NoHom ou 2xHom foram semelhantes (P>0,05) na maioria dos parâmetros espermáticos e oxidativos avaliados, para ambos os diluentes. A NoHom foi superior (P<0,05) à 2xHom quanto à motilidade e cinética espermáticas após o teste de termorresistência por 30 min, à manutenção do pH e à preservação da atividade da SOD. Além disso, melhores resultados nos parâmetros espermáticos e status oxidativo foram evidenciados no diluente AND em comparação ao BTS, exceto na motilidade total e progressiva, que diferiu apenas no final do período de armazenamento, e para espécies reativas intracelulares. Considerando que a homogeneização manual duas vezes ao dia não aprimorou a qualidade espermática e o status oxidativo, este procedimento não é necessário para o armazenamento de doses de sêmen normospérmicas por 168 h, tanto para o diluente Androstar® Plus quanto para o BTS. / Homogenization of diluted boar semen and resuspension of spermatozoa during storage have always been regarded as beneficial for semen quality. Nevertheless, the fundamental basis for its recommendation remains unclear. The aim of this study was to verify the effect of homogenization on spermatic parameters and oxidative status of boar semen doses during storage. One normospermic ejaculate from each of 21 boars was diluted in a split sample design with Androstar® Plus (AND) and Beltsville Thawing Solution (BTS) and semen doses were submitted to no-homogenization (NoHom) or twice-a-day manual homogenization (2xHom) during storage at 17°C for 168 h. Spermatic parameters were assessed upon motility, kinematics and membrane integrity with SYBR-14/PI with CASA system, acrosome integrity under phase-contrast microscopy, thermoresistance test at 38ºC for 30 min and 120 min, and pH. Oxidative status was determined by lipid peroxidation, protein oxidation, sulfhydryl content, intracellular reactive species, total radical-trapping antioxidant potential, and superoxide dismutase (SOD) activity. NoHom and 2xHom of liquid-stored semen doses were similar (P>0.05) in most of the spermatic and oxidative parameters for both AND and BTS extenders. NoHom was superior (P<0.05) to 2xHom regarding sperm motility and kinematics after thermoresistance test for 30 min, pH maintenance, and SOD activity preservation. Additionally, better results were evident for spermatic parameters and oxidative status in AND compared to BTS, except for total and progressive motility, which differed only at the end of the storage period, and intracellular reactive species. Taking into account that no beneficial effects for sperm motility traits and oxidative status were observed following twice-a-day homogenization, its use is not necessary for storage of semen doses for 168 h in both short- and long-term tested extenders.

Objetivos. Avaliar o papel do transplante de células hematopoiéticas (TCH) e da interleucina 6 (IL – 6) sobre vários parâmetros de estresse oxidativo em pacientes com Adrenoleucodistrofia ligada ao cromossomo X (X-ALD). Métodos. A concentração de malondialdeído (MDA), o conteúdo de carbolinas e sulfidrilas e a concentração de ácido hexacosanóico (C26:0) foram quantificados no plasma de pacientes X-ALD antes e após serem submetidos ao TCH. E, a concentração de MDA, a formação de carbonilas e a concentração de IL-6 foram quantificados em plasma e o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foi quantificado em eritrócitos de pacientes X-ALD com fenótipos cerebral infantil (cALD) ou assintomáticos no momento diagnóstico. Resultados. Observamos um aumento significativo na concentração de MDA em plasma de pacientes X-ALD antes e após o TCH em comparação ao grupo controle e uma redução significativa nesses valores após o transplante em comparação aos anteriores ao procedimento. Verificamos uma redução significativa no conteúdo de sulfidrilas no plasma de pacientes X-ALD antes do TCH em comparação ao grupo controle e um aumento significativo desses níveis após o TCH. Não observamos diferenças significativas no conteúdo de carbonilas no plasma de X-ALD antes e após o TCH, em comparação aos controles, apesar de observarmos uma redução significativa nesta determinação nos pacientes após o transplante em relação a antes do TCH. Os pacientes X-ALD apresentam níveis plasmáticos de C26:0 significativamente aumentados antes do TCH em comparação aos controles e, após o TCH, as concentrações de C26:0 foram reduzidas. Observamos uma correlação negativa significativa entre a medida do conteúdo de sulfidrilas e os níveis plasmáticos de C26:0 de indivíduos X-ALD antes do TCH. Também evidenciamos elevados níveis de MDA e da formação de carbonilas no plasma de pacientes cALD e assintomáticos em comparação ao grupo controle. Ainda, observamos redução significativa do conteúdo de GSH nos dois grupos testados comparados aos controles. A quantificação de IL-6 foi significativamente maior nos pacientes cALD, o que não foi observado nos pacientes assintomáticos, apesar destes mostrarem uma tendência de aumento da concentração de IL-6. Conclusões. Os resultados obtidos a partir do plasma de pacientes X-ALD antes e após o TCH demonstram que esta terapia, quando bem indicada e bem sucedida, tem alta efetividade em reduzir a concentração plasmática de C26:0 e é eficaz em reduzir a peroxidação lipídica e o dano oxidativo às proteínas nos pacientes X-ALD. Ainda, é possível relacionar o acúmulo de C26:0 e o dano oxidativo na patogênese da X-ALD. Nossos dados permitem sugerir que a lipoperoxidação e o dano oxidativo às proteínas possam de alguma forma estar envolvidos na fisiopatologia da X-ALD. Além disso, podemos presumir que, nos pacientes X-ALD assintomáticos estudados, o dano oxidativo e os aspectos inflamatórios desempenham papéis importantes na evolução e nas futuras manifestações do fenótipo neuronal. Também podemos supor que a administração de antioxidantes deve ser considerada como uma terapia adjuvante potencial para os pacientes assintomáticos e sintomáticos afetados pela X-ALD, inclusive para aqueles submetidos ao TCH. / Objective. We aimed to evaluate the role of hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) and interleukin 6 (IL – 6) on various parameters of oxidative stress in X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD) patients. Methods. Malondialdehyde (MDA), sulfhydryl, carbonyl and hexacosanoic acid (C26:0) levels were measured in plasma from X-ALD patients before and after HSCT. And, MDA, carbonyl and IL-6 levels were measured in plasma and reduced glutathione (GSH) content was measured in erythrocytes from X-ALD patients with different phenotype (asymptomatic and childhood cerebral (CCER patients) at diagnosis moment. Results. We observed increased levels of MDA in plasma from X-ALD before and after HSCT compared to control group, but there was a significant reduction in MDA values after transplantation compared to levels found before the procedure. We verified a significant decrease in sulfhydryl content in plasma of X-ALD patients before HSCT compared with the control group and we also verified a significant increase in the levels of sulfhydryl content after HSCT. No significant differences were observed in carbonyl content in plasma of X-ALD before and after HSCT, compared to controls. However, we observed a significant reduction of plasma carbonyl content from X-ALD patients after HSCT compared to before HSCT. X-ALD patients presented a significant increase of C26:0 plasma level before HSCT when compared to controls and an important reduction of C26:0 plasma concentration in X-ALD patients after HSCT when compared to before HSCT C26:0 levels. We observed an inverse significant correlation between sulfhydryl content and plasma C26:0 levels of X-ALD individuals before HSCT. We also evidenced high levels of MDA and carbonyl formation in plasma from CCER and asymptomatic patients compared to controls. Still, we observed a significant decrease of GSH content in both groups tested compared to controls. The quantification of IL-6 is significantly higher in CCER patients, which is not observed in asymptomatic patients, despite these patients show a tendency of increased concentration of IL-6. Conclusions. The results obtained from plasma of X-ALD patients before and after HSCT demonstrate that this therapy, when well indicated and successful, has high effectiveness in reducing C26:0 plasma and is effective in reducing lipid peroxidation and oxidative damage to proteins in X-ALD patients. Still, it is possible to relate the accumulation of C26:0 and oxidative damage in the pathogenesis of X-ALD. Our data also suggest that lipid peroxidation and protein damage may somehow be involved in the pathophysiology of X-ALD. Moreover, we can assume that in our asymptomatic X-ALD patients, oxidative damage and inflammatory issues seem to play an important role in the evolution and future manifestations of neuronal phenotype. We can also assume that the administration of antioxidants should be considered as a potential adjuvant therapy for asymptomatic and symptomatic patients affected by X-ALD, including those that are submitted to HSCT.

Os lipídeos abrangem uma ampla gama de moléculas hidrofóbicas presentes nas células. As características moleculares dos lipídios determinam sua localização celular e função biológica. Em geral, os lipídios são considerados componentes essenciais de membranas, reservatórios de energia e moduladores de vias de sinalização ligadas ao metabolismo celular, sobrevivência, entre outros. Em mamíferos, grande parte dos lipídios é esterificada em ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs), especialmente os ácidos docosahexaenóico (DHA) e araquidônico (ARA), essenciais para vários processos fisiológicos, incluindo o desenvolvimento normal do cérebro. No entanto, os PUFAs são muito suscetíveis à oxidação por espécies reativas de oxigênio (ROS) geradas endogenamente. Uma vez oxidados, lipídios são capazes de modificar grupos tióis de peptídeos e proteínas, levando à modulação das vias de sinalização e alterando o balanço redox celular. No capítulo 1, foram investigados os mecanismos envolvidos na modificação de grupos tióis de peptídeos e proteínas por produtos de auto-oxidação de PUFAs. Com as análises realizadas foi possível identificar vários adutos de glutationa (GSH) covalentemente modificados por endoperóxidos cíclicos derivados de DHA e ARA. Uma análise detalhada dos espectros de MS/MS dos adutos de GSH revelou que GSH e endoperóxidos cíclicos são provavelmente ligados através de uma ligação química de enxofre-oxigênio, em uma reação que envolve um ataque nucleofílico do ânion tiolato. Além disso, sugerimos que a eficiência da modificação do tiol por endoperóxidos cíclicos também é dependente da reatividade do tiol, como demonstrado pela modificação covalente do resíduo de cisteína mais reativo (Cys111) da enzima antioxidante superóxido dismutase 1(SOD1). Modificações químicas de tióis por endoperóxidos cíclicos podem modular a agregação proteica e o status redox celular, produzindo adutos de GSH capazes de modular a inflamação, como relatado para os conjugados de GSH gerados enzimaticamente. No capítulo 2, nós investigamos o papel dos lipídios na esclerose lateral amiotrófica (ALS), uma vez que a inflamação e o estresse oxidativo nos neurônios motores contribuem para o desenvolvimento desta doença neurodegenerativa. Usando uma abordagem lipidômica não direcionada baseada em espectrometria de massa acoplada à cromatografia líquida (UHPLC-MS/MS), nós investigamos o metabolismo lipídico no córtex motor e na medula espinhal de um modelo de ratos com ALS. A análise do córtex motor mostrou que as principais alterações lipídicas foram dependentes da idade e ligadas ao metabolismo dos esfingolipídios. Em contraste, as principais alterações lipídicas na medula espinhal foram encontradas no grupo sintomático da ALS, sendo o metabolismo de ceramidas, ésteres de colesterol e cardiolipinas os mais afetados. De acordo com os resultados obtidos e dados relatados na literatura, propusemos um mecanismo baseado em neuroproteção que envolve o acúmulo de ésteres de colesterol esterificados em PUFAs em astrócitos. Coletivamente, nossos achados sugerem que os lipídios desempenham um papel crucial na modulação de processos celulares ligado à oxidação de tióis e à neurodegeneração. / Lipids encompass a wide range of hydrophobic molecules present in cells. The molecular characteristics of lipids determine their cellular localization and biological function. In general, lipids are regarded as essential components of membranes, as energy reservoir and modulators of signaling pathways linked to cellular metabolism and survival, among others. In mammals, a large part of the lipids are esterified to polyunsaturated fatty acids (PUFAs), especially docosahexaenoic (DHA) and arachidonic (ARA) acids, essential for several physiological processes, including normal brain development. However, PUFAs are very susceptible to oxidation by reactive oxygen species (ROS) generated endogenously. Once oxidized, lipids are able to modify thiol groups of peptides and proteins leading to modulation of signaling pathways and cellular redox balance. In the chapter 1, we investigated the mechanisms involved in modification of thiol groups of peptides and protein by autoxidation products derived from PUFAs. Here, we identified several glutathione (GSH) adducts covalently modified by hydroxy-endoperoxides derived from both DHA and ARA. Detailed inspection of MS/MS spectra of GSH-adducts revealed that GSH and hydroxy-endoperoxides are likely bonded through a sulfur-oxygen chemical bond in a reaction which involves a nucleophilic attack by the thiolate anion. Also, we suggest that the efficiency of modification of thiol by hydroxy-endoperoxides are also dependent of the thiol reactivity, as demonstrated by covalent modification of the most reactive cysteine residue (Cys111) of the antioxidant enzyme Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD1). Chemical modifications of thiol groups by hydroxy-endoperoxides may modulate protein aggregation and cellular redox status, yieldingGSH adducts capable to modulate inflammation, as reported for the enzymatically generated counterparts. In the chapter 2, we investigated the role of lipids in amyotrophic lateral sclerosis (ALS), since inflammation and oxidative stress in motor neurons are hallmarks of this neurodegenerative disease. Using an untargeted lipidomics approach based on mass spectrometry coupled to liquid chromatography (UHPLC-MS/MS), we investigated the lipid metabolism in motor cortex and spinal cord tissues of a rodent model of ALS. Analysis of the motor cortex showed that the main lipid alterations were age-dependent and linked to metabolism of sphingolipids. In contrast, the major lipid alterations in the spinal cord were found in ALS symptomatic group, being the metabolism of ceramides, cholesteryl esters and cardiolipin the most affected. According to our findings and data reported in the literature, we proposed a mechanism based on neuroprotection that involves accumulation of cholesteryl esters esterified to PUFAs in astrocytes. Collectively, our findings suggest that lipids play a crucial role in modulation of cellular process linked to thiol metabolism and neurodegeneration.

O estresse oxidativo (EO), fenômeno decorrente do desequilíbrio entre a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO) e/ou depleção antioxidante (AO), está envolvido na patogênese de diversas doenças e desordens, incluindo o diabetes mellitus tipo 2 (DM2) e a doença periodontal. Uma das conseqüências da geração excessiva das ERO é a destruição tecidual promovida pela peroxidação lipídica, e para combater estes efeitos deletérios, o organismo desenvolveu mecanismos de defesa, como os AO e peroxidases. Objetivos: Avaliar o comportamento dos marcadores de EO na saliva total (SALT) de pacientes com ou sem DM2, portadores ou não de periodontite crônica generalizada (PCG); e verificar e comparar o efeito do tratamento periodontal não-cirúrgico (TPNC) sobre esses marcadores entre os pacientes. Materiais e Métodos: 121 pacientes participaram deste estudo e foram alocados em 4 grupos: diabéticos com PCG (DMPC), diabéticos sem PCG (DM), pacientes sistemicamente saudáveis com PCG (PC) e pacientes sistemicamente saudáveis e sem periodontite (C). Os índices de Placa (IP), nível clínico de inserção (NCI), profundidade clínica de sondagem (PCS) e sangramento à sondagem (SS) foram coletados para a avaliação dos parâmetros clínicos periodontais. Foram também coletadas amostras de sangue periférico e SALT para analisar respectivamente a hemoglobina glicada (HbA1c) e os marcadores de EO, superóxido dismutase (SOD), estado total de antioxidante (TAS) e substâncias reativas do ácido tiobarbitúrico (TBARS) e peroxidase salivar (SPO). As coletas foram realizadas no baseline e após 30 dias do tratamento, previamente à avaliação e reavaliação clínica. Os pacientes DMCP e PC passaram por TPNC, e os DM e C, receberam apenas orientação de higiene oral e profilaxia. Resultados: No baseline, os grupos DMPC e PC apresentaram valores significativamente maiores dos parâmetros clínicos PCS, SS, IP e NCI quando comparados aos grupos DM e C (p<0.05). Após o TPNC, todos esses parâmetros mostraram melhoras significativas (p<0,05). A HbA1c foi significativamente maior no grupo DMPC quando comparado com DM no baseline (p<0,05), no entanto, o TPNC não promoveu melhora significativa após 1 e 3 meses de acompanhamento glicêmico, ainda que, a redução percentual (0,4%) observada possa ser considerada importante. Quanto aos marcadores, no grupo DMPC os valores de TBARS foram significativamente menores comparados aos grupos DM, PC e C (p<0.05), e os de SPO foi significativamente maior em relação aos grupos PC e C (p<0.05), com correlação negativa entre TBARS e SPO (r=-0.35; p=0.002), enquanto que os valores de TAS e SOD não mostraram diferenças significativas entre os grupos estudados (p>0.05). Após o TPNC, os níveis de TBARS aumentaram significativamente, e os de SPO diminuíram significativamente apenas no grupo DMPC (p<0.05 e p<0.05), ao passo que os valores de SOD e TAS permaneceram inalterados nos dois grupos. Conclusão: No baseline, os valores de TBARS e de SPO estiveram alterados nos pacientes DMPC com resultados que mostram correlação inversa entre TBARS/SPO, e após o TPNC houve nova alteração. O comportamento dos marcadores de EO na saliva mostrou a busca pelo ponto de equilíbrio por diversas vias e que este pode ser alterado pelo uso de medicamentos, como a metformina. / Oxidative stress (OS), resulting phenomenon from reactive oxidative species (ROS) and/or antioxidant (AO) depletion imbalance, is involved in many diseases and disorders pathogenesis, including type 2 diabetes mellitus (T2DM) and periodontal disease. One of the ROS excessive generation consequences is the tissue destruction promoted by lipid peroxidation. To strike ROS deleterious effects, the organism developed several defense mechanisms, such as AO and peroxidase systems. Objectives: To evaluate the OS markers behavior in whole saliva (WS) of patients who has or not T2DM, with or without generalized chronic periodontitis (GCP); and to verify and to compare non-surgical periodontal treatment (NSPT) effect on these markers. Material and Methods: 121 patients participated of this study and were allocated in 4 groups: diabetics with chronic periodontitis (DMPC), diabetics periodontally heathy (DM), sistemically healthy with chronic periodontitis (PC) and sistemically and periodontally healthy patients (C). Plaque index (PI), clinical attachment level (CAL), probing depth (PD) and bleeding on probing (BOP) were collected for periodontal clinical paramethers. Peripheral blood and WS samples were collected respectively for glycated hemoglobin (HbA1c) and OS markers, such as superoxide dismutase (SOD), total antioxidant status (TAS), thiobarbituric acid reacting substances (TBARS) and salivary peroxidase (SPO), assessment. Collections were performed at baseline and 30 days after treatment, previously to clinical evaluation and reevaluation. GCP patients (DMPC and PC) were submitted to NSPT, and those with periodontal health (DM and C) received oral hygiene instructions and prophilaxys only. Results: At baseline, DMPC and PC patients showed PD, BOP, PI and CAL higher levels when compared to DM and C groups (p<0.05). After NSPT, all these clinical parameters had significant improvement (p<0.05) in both groups. HbA1c medians were significantly higher in DMPC when compared to DM, at baseline, however, the NSPT did not improved after 1 and 3 months of glicemic control, though percentual reduction (0.4%) observed at clinical point of view might be considered important. As to laboratorial analysis, in DMPC group, TBARS levels were significantly decreased compared to DM, PC and C (p<0.05), and SPO activity were significantly higher than PC and C (p<0.05), with negative correlation between TBARS and SPO (r=-0.35; p=0.002), while TAS levels and SOD activity did not show any significant differences among studied groups (p>0.05). After NSPT, TBARS levels increased significantly, and SPO decreased significantly only in DMPC group (p<0.05 and p<0.05), whereas SOD and TAS values remained unchanged in DMPC and PC groups. Conclusion: At baseline, TBARS levels and SPO activity have been altered in DMPC patients and with results that showed inverse correlation between TBARS/SPO, and after NSPT, another modification occurred. OS markers levels behavior in WS showed a search for balance and this might be changed by medication use, as metformin.