Organophosphates (OP) such as malathion are organic derivatives of phosphoric acid with broad use in everyday life throughout the world, especially as insecticides. Lead particles can accumulate in soil and from there leach into our water supplies. Interaction with the environment offers opportunities for multiple exposures to combinations of different toxicants (such as lead and malathion). Thus, it is important to assess effects that these compounds exert not only on the nervous system, but also on the blood-brain barrier (BBB). The BBB consists of specialized endothelial cells that form the vasculature of the brain; it regulates passage of nutrients, while preventing potentially damaging substances from entering the brain. The main feature of the BBB is the presence of tight junctions between cells, which provide the BBB with its low permeability. The work presented in this dissertation tests the hypothesis that lead and malathion disrupt BBB integrity by affecting tight junctions of the BBB. The hypothesis suggests that disruptions involve changes in protein levels and gene expression as well as activation of transient receptor potential canonical channels (TRPC) that in turn increase intracellular calcium levels affecting tight junction structure. The hypothesis was tested by assessing lead-malathion interactions in an in vitro BBB model. This model was constructed with rat astrocytes and rat brain endothelial cells (RBE4). Assessments of cell toxicity in response to different concentrations of the neurotoxicants tested showed that concentrations between 10-5 µM and 10-6 µM were ideal to assess combinations of neurotoxicants. In general, protein levels of occludin, claudin 5, ZO1, and ZO2 decreased at all times, however, qPCR analysis of gene expression for all the proteins did not correlate with the assessments on protein levels. TRPC channel protein levels increased in response to neurotoxicant insult, which correlated with results for gene expression. This study suggests that at least one of the mechanisms that neurotoxicants lead and malathion utilize to disrupt permeability of the BBB is by affecting tight junction structure. This effect could be regulated by increases in gene expression of TRPC1 and TRPC4 that are associated with increases in the number of TRPC channels on the membrane of endothelial cells of the cerebral microvasculature. / Ph. D.

O chumbo (Pb) é um metal pesado, tóxico e está presente em diversos sistemas biológicos. Quando absorvido pelo organismo na forma iônica (Pb2+) atua em vários órgãos e sistemas, podendo ocasionar alterações graves no sistema nervoso central. Em adição, tem sido relatado que o íon ferroso (Fe2+) pode apresentar, entre outros, um efeito protetor na neurotoxicidade causada pelo Pb2+. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar os marcadores de estresse oxidativo no cérebro de ratos expostos com acetato de chumbo (Pb(C2H3O2)2) associado ou não ao sulfato ferroso (FeSO4). Assim, 36 ratos machos (Rattus norvergicus) recém desmamados, divididos em 6 grupos (G), de 6 animais cada, foram expostos durante 6 semanas. No grupo controle (G1) os animais ingeriram água deionizada; G2 e G3 receberam 0,26 mM e G4 e G5 1,05 mM de acetato de chumbo, somado a isso G3 e G5 foram suplementados com 20 mg de sulfato ferroso/Kg peso corporal a cada 2 dias; e para G6 utilizou-se água deionizada e sulfato ferroso. O cérebro dos animais foi coletado para a análise da atividade enzimática de catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), a concentração de glutationa reduzida (GSH), lipoperoxidação (TBARS), hidroperóxido de lipídio (HL) e das substâncias antioxidantes totais (SAT) (técnicas ABTS e DPPH). A atividade das enzimas GPx e SOD nos grupos experimentais diminuiu em relação ao controle, assim como ocorreu com a concentração de GSH (p<0,05). Quanto às análises de HL e CAT, a primeira apresentou tendência de aumento na concentração dos grupos experimentais sem exposição concomitante, já a segunda demonstrou discreta inclinação de aumento na atividade em relação ao controle (p>0,05). A dosagem de SAT-ABTS mostrou aumento nos grupos expostos com 1,05 mM de acetato de chumbo. Em relação à SAT-DPPH houve diminuição nos grupos experimentais (p<0,05). De acordo com os resultados, as enzimas SOD e GPX e a GSH são afetadas pelo acetato de chumbo e a exposição ao sulfato ferroso altera essa dinâmica. No entanto, estudos posteriores são necessários para verificar se o sulfato ferroso funcionaria como protetor ao efeito tóxico do acetato de chumbo. / Lead (Pb2+) is a toxic heavy metal, found in all stages of the inert environment and in several biological systems. When uptaken by the organism, acts on several organs and systems and may cause severe damage in Central Nervous System. In addition, it has been reported that iron (Fe2+) may present, a protective effect on neurotoxicity caused by Pb2+. Therefore, the aim of this study was to evaluate the markers of oxidative stress in the brain of rats exposed with lead acetate (Pb(C2H3O2)2) associated or not with ferrous sulfate (FeSO4). Thus, 36 rats weaning (Rattus norvegicus) were, divided into 6 groups (G) of six animals and were exposed for six weeks.In the control group (G1), the animals received deionized water; G2 and G3 received 0,26 mM, G4 and G5 1,05 mM of lead acetate; in addition to this G3 and G5 were supplemented with 20mg of ferrous sulfate/Kg body weight every 2 days; G6 received deionized water and ferrous sulfate were used. The animals\' brains were collected for analysis of the enzymatic activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), the concentration of reduced glutathione (GSH), lipid peroxidation (TBARS), lipid hydroperoxide (LH) and total antioxidant substances (TAS) (ABTS and DPPH technics). The activity of the enzymes SOD and GPx in the experimental groups decrease compared to control, as well as the concentration of GSH (p<0.05). Concerning to the analysis of HL and CAT, the first tended to increase the concentration in experimental groups without concomitant exposure with FeSO4, while the second showed a slight tendency for increase in activity compared to control (p>0.05). The dosage of TAS-ABTS showed an increase in the groups exposed with 1,05 mM of lead acetate. Regarding the SAT- DPPH there was a decrease in the experimental groups (p <0.05). According to the results, the enzymes SOD and GPx and GSH were affected by lead acetate and exposure with ferrous sulfate change this dynamic. However, further studies are needed to verify if ferrous sulfate acts as a protective against toxic effect of lead acetate.

O chumbo (Pb) é um metal pesado, tóxico e está presente em diversos sistemas biológicos. Quando absorvido pelo organismo na forma iônica (Pb2+) atua em vários órgãos e sistemas, podendo ocasionar alterações graves no sistema nervoso central. Em adição, tem sido relatado que o íon ferroso (Fe2+) pode apresentar, entre outros, um efeito protetor na neurotoxicidade causada pelo Pb2+. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar os marcadores de estresse oxidativo no cérebro de ratos expostos com acetato de chumbo (Pb(C2H3O2)2) associado ou não ao sulfato ferroso (FeSO4). Assim, 36 ratos machos (Rattus norvergicus) recém desmamados, divididos em 6 grupos (G), de 6 animais cada, foram expostos durante 6 semanas. No grupo controle (G1) os animais ingeriram água deionizada; G2 e G3 receberam 0,26 mM e G4 e G5 1,05 mM de acetato de chumbo, somado a isso G3 e G5 foram suplementados com 20 mg de sulfato ferroso/Kg peso corporal a cada 2 dias; e para G6 utilizou-se água deionizada e sulfato ferroso. O cérebro dos animais foi coletado para a análise da atividade enzimática de catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), a concentração de glutationa reduzida (GSH), lipoperoxidação (TBARS), hidroperóxido de lipídio (HL) e das substâncias antioxidantes totais (SAT) (técnicas ABTS e DPPH). A atividade das enzimas GPx e SOD nos grupos experimentais diminuiu em relação ao controle, assim como ocorreu com a concentração de GSH (p<0,05). Quanto às análises de HL e CAT, a primeira apresentou tendência de aumento na concentração dos grupos experimentais sem exposição concomitante, já a segunda demonstrou discreta inclinação de aumento na atividade em relação ao controle (p>0,05). A dosagem de SAT-ABTS mostrou aumento nos grupos expostos com 1,05 mM de acetato de chumbo. Em relação à SAT-DPPH houve diminuição nos grupos experimentais (p<0,05). De acordo com os resultados, as enzimas SOD e GPX e a GSH são afetadas pelo acetato de chumbo e a exposição ao sulfato ferroso altera essa dinâmica. No entanto, estudos posteriores são necessários para verificar se o sulfato ferroso funcionaria como protetor ao efeito tóxico do acetato de chumbo. / Lead (Pb2+) is a toxic heavy metal, found in all stages of the inert environment and in several biological systems. When uptaken by the organism, acts on several organs and systems and may cause severe damage in Central Nervous System. In addition, it has been reported that iron (Fe2+) may present, a protective effect on neurotoxicity caused by Pb2+. Therefore, the aim of this study was to evaluate the markers of oxidative stress in the brain of rats exposed with lead acetate (Pb(C2H3O2)2) associated or not with ferrous sulfate (FeSO4). Thus, 36 rats weaning (Rattus norvegicus) were, divided into 6 groups (G) of six animals and were exposed for six weeks.In the control group (G1), the animals received deionized water; G2 and G3 received 0,26 mM, G4 and G5 1,05 mM of lead acetate; in addition to this G3 and G5 were supplemented with 20mg of ferrous sulfate/Kg body weight every 2 days; G6 received deionized water and ferrous sulfate were used. The animals\' brains were collected for analysis of the enzymatic activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), the concentration of reduced glutathione (GSH), lipid peroxidation (TBARS), lipid hydroperoxide (LH) and total antioxidant substances (TAS) (ABTS and DPPH technics). The activity of the enzymes SOD and GPx in the experimental groups decrease compared to control, as well as the concentration of GSH (p<0.05). Concerning to the analysis of HL and CAT, the first tended to increase the concentration in experimental groups without concomitant exposure with FeSO4, while the second showed a slight tendency for increase in activity compared to control (p>0.05). The dosage of TAS-ABTS showed an increase in the groups exposed with 1,05 mM of lead acetate. Regarding the SAT- DPPH there was a decrease in the experimental groups (p <0.05). According to the results, the enzymes SOD and GPx and GSH were affected by lead acetate and exposure with ferrous sulfate change this dynamic. However, further studies are needed to verify if ferrous sulfate acts as a protective against toxic effect of lead acetate.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5474.pdf: 2975915 bytes, checksum: e9d30ed81c2e8431af179d83ebf62b96 (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead acetate (Pb) is a nonessential and highly toxic heavy metal which is released to the environment by several routes, mainly by industrial and mining activities. Recent studies have suggested that lead caused a decrease in femur strength of adult rats. A wide range of chelating has been evaluated as possible protective agents against lead acetate toxicity. Dissodium ethylenediaminetetraacetate (Na2EDTA) is the chelating agent most widely used in the treatment of Pb poisoning. The chelating therapy with EDTA might induce Pb mobilization from inert deposition organs toward such critical tissues as the brain. But, it is questioned the safety of the use of this compound in the management of Pb poisoning. The lack of safety and efficacy demonstrated by conventional chelating has encouraged the search for new ways to remove heavy metals from the body. Recently, a supplementation of Chlorella vulgaris extract (CV) was shown to alleviate the heavy metals toxicity in rats. The aim of this study was to evaluate possible protective influence of Chlorella and Na2EDTA supplementation on bone physical and biomechanical properties of rats exposed to lead acetate. For this purpose, male Wistar rats were distributed into eight groups (n=8): Control (0.9% saline 0.1 ml/100g body weight- BW), EDTA (150 mg/Kg BW), CV 50 (50 mg/Kg BW), CV 250 (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus EDTA (150 mg/Kg BW), Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 50 (50 mg/Kg BW) and Pb (250 mg/Kg BW) plus CV 250 (250 mg/Kg BW). The treatment was done once a week, for 8 weeks by gastric gavage. Bone volume, bone mineral density (BMD) and biomechanical properties (maximum load, resilience and stiffness) of the femoral diaphysis and 5th lumbar vertebra were examined. The biomechanical properties of femurs were obtained by the three-points bending test and compression test for vertebrae, using a universal test machine Instron, model 4444. Bone MMP-2 activitie was measured by gelatin zymography. Concentrations of lead and zinc in whole blood and lead, zinc, calcium and magnesium in the left femur and 4th lumbar vertebra were determined by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry). Exposure to 250 mg/kg BW of Pb caused significant reduction of maximum load, stiffness and resilience indicating the ability of this element to damage the quality of bone tissue. In the 5th lumbar vertebrae, exposure to Pb caused significant reduction of bone mineral density. The treatment with Chlorella vulgaris (50 mg/kg BW and 250 mg/Kg BW) and EDTA (150 mg/Kg BW) during Pb exposure prevented the weakening of the bone strength. In the 5th lumbar vertebrae, the CV and EDTA prevented the reduction of bone mineral density due to Pb. The pro, intermediate and active MMP-2 activity in bone of animals exposed to lead showed a significant increase compared to control. The CV 50 administration in animals exposed to lead reduced the activity of MMP-2 isoforms in their pro, intermediate and active levels compared to control group. The exposure to Pb resulted in an increase of the blood concentration of this heavy metal and its accumulation in the liver, kidney, brain and bone concentration. The CV and EDTA reduced blood lead concentrations, leading to reduction of lead concentration in liver, kidney, brain and bone. These findings seem to indicate that treatment with Chlorella vulgaris and EDTA during exposure to Pb may be beneficial for the skeleton of subjects chronically exposed to Pb. / O chumbo, um metal não-essencial e altamente tóxico, é liberado no ambiente por diversas vias, principalmente através da atividade industrial e mineração. Estudos recentes sugerem que o acetato de chumbo causa redução da resistência óssea em ratos. Uma grande variedade de quelantes tem sido usada como possíveis agentes protetores contra a toxicidade provocada pelo acetato de chumbo. Etilenodiaminotetraacetato Cálcico Dissódico (EDTA) é o agente quelante mais usado no tratamento do envenenamento por chumbo. A terapia quelante com EDTA pode induzir redistribuição do chumbo endógeno e sua deposição em órgãos críticos, tal como o cérebro. Entretanto, é questionada a segurança do uso deste composto no tratamento do envenamento com chumbo. A falta de segurança e eficácia demonstrada pelos quelantes convencionais tem encorajado pesquisas por novas maneiras de remover metais tóxicos do organismo. Recentemente, uma suplementação com Extrato de Chlorella vulgaris (CV) mostrou aliviar a toxicidade de metais tóxicos em ratos. O objetivo deste estudo foi avaliar a possível influência protetora da suplementação com Chlorella e Na2EDTA sobre as propriedades físicas e biomecânicas ósseas de ratos expostos ao acetato de chumbo. Para este propósito, ratos Wistar foram distribuídos em oito grupos (=8): Controle (0,9% salina 0,1 ml/100g massa corporal - MC), EDTA (150 mg/Kg MC), CV 50 (50 mg/Kg MC), CV 250 (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais EDTA (150 mg/Kg MC), Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 50 (50 mg/Kg MC) e Pb (250 mg/Kg MC) mais CV 250 (250 mg/Kg MC). O tratamento foi realizado uma vez por semana, durante 8 semanas por gavagem gástrica. Volume ósseo, densidade mineral óssea (DMO) e densidade óssea (DO) e propriedades biomecânicas (força máxima, rigidez e resiliência) da diáfise femoral e das quintas vértebras lombares foram examinados. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos e das vértebras pelo teste de compressão, usando uma máquina universal Instron 4444. A atividade de MMP-2 óssea foi mensurada por zimografia de gelatina. Foram também realizadas as análises das concentrações de Pb e Zn no sangue, fígado, rim, cérebro e ossos e das concentrações de Ca e Mg nos fêmures e vértebras determinadas por Espectometria de Emissão Atômica. A exposição ao Pb, na dose de 250 mg/Kg MC causou redução significativa da força máxima, rigidez e resiliência dos fêmures, indicando a habilidade deste elemento em prejudicar a qualidade do tecido ósseo. Nas vértebras, a exposição ao chumbo causou redução da densidade mineral óssea. O tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) durante exposição ao chumbo, preveniu o enfraquecimento da resistência óssea dos fêmures. Na vértebra, o tratamento com Chlorella vulgaris (50 mg/kg MC e 250 mg/Kg MC) ou EDTA (150 mg/Kg MC) preveniu a redução da densidade mineral óssea. A atividade da MMP-2 pro, intermediária e ativa aumentaram nos ossos de animais expostos ao chumbo quando comparada ao controle. A administração de CV 50 aos animais expostos a este metal reduziu a atividade da MMP-2 nas suas isoformas pro, intermediária e ativa a níveis comparados ao controle. A exposição ao chumbo resulta em aumento da concentração de chumbo sanguínea e sua acumulação no fígado, rim, cérebro e ossos. O tratamento com CV ou EDTA reduziu as concentrações sanguíneas de chumbo, levando à redução da concentração de chumbo nos diversos órgãos estudados (fígado, rim, cérebro e ossos). Os resultados indicam que o tratamento com Chlorella vulgaris e EDTA durante a exposição ao chumbo pode ser benéfico ao osso de indivíduos expostos cronicamente ao acetato de chumbo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2339.pdf: 646629 bytes, checksum: a664e5d6f2b2d647db3059c99759df5b (MD5) Previous issue date: 2009-04-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead is a ubiquitous pollutant in the environmental ecosystem which distribution is mainly anthropogenic, come from burning fossil fuels, mining and various industrial products. There is little knowledge of the involvement of this element on the bone metabolism. This study aimed to determine possible changes in adult rat bone, contaminated with lead acetate during the development phase, through the incorporation of lead in the tissue. Biometric, biophysical, and biomechanical bone parameters were analyzed. The animals were divided into 3 groups: control, 9 rats treated with saline 0.9% (0.1 ml/100g BM) and contaminated groups C-100 and C-200 with 10 animals each, poisoned with lead acetate (100 and 200 mg / kg BM, respectively), once per week for 8 weeks by gastric gavage method. The incorporation of lead was examined with scanning electron microscopy and the concentration of this element in bone tissue with atomic absorption spectrometry with flame. We calculated the bone volume, and from this parameter the bone density was determined. The biomechanical properties of femurs were obtained by three points bending test. Contamination with lead acetate promoted incorporation and increased the concentration of lead in bone for the two doses tested, however were not sufficient to cause changes in the somatic and bone development of these animals. The dose of 100 mg / kg BM was not enough to cause bone changes and the dose of 200 mg / kg BM caused reduced bone density and strength. Therefore, the results indicate the ability of this element in damage the quality of the bone and maybe, serve as a source for endogenous subsequent contamination. / Chumbo é um poluente ubíquo no ecossistema cuja distribuição ambiental é principalmente antropogênica, oriunda da queima de combustíveis fósseis, mineração e fabricações industriais diversas. Há pouco conhecimento do envolvimento deste elemento sobre o metabolismo ósseo. O objetivo deste estudo foi estabelecer possíveis alterações ósseas em ratos adultos, contaminados com acetato de chumbo durante a fase de desenvolvimento, por meio da incorporação de chumbo neste tecido. Foram analisados parâmetros biométricos, biofísicos, e biomecânicos ósseos. Os animais foram divididos em 3 grupos: controle, com 9 ratos tratados com salina 0,9% (0,1 ml/100g MC) e contaminados C-100 e C-200 com 10 animais cada, intoxicados com acetato de chumbo (100 e 200 mg/kg MC, respectivamente), 1 vez por semana, por 8 semanas pelo método de gavagem gástrica. A incorporação de chumbo foi analisada com microscopia eletrônica de varredura e as concentrações deste elemento no tecido ósseo com espectrometria de absorção atômica com chama. Calculou-se o volume ósseo, e a partir deste parâmetro a densidade óssea foi determinada. As propriedades biomecânicas dos fêmures foram obtidas pelo teste de flexão a três pontos. A contaminação com acetato de chumbo promoveu incorporação e aumento da concentração de chumbo no tecido ósseo para as duas doses testadas, entretanto não foram suficientes para provocar alterações no desenvolvimento somático e ósseo destes animais. A dose de 100 mg/kg MC não foi suficiente para provocar alterações ósseas e a dose de 200 mg/kg MC provocou redução da densidade e resistência óssea. Portanto, os resultados apontam a capacidade deste elemento em prejudicar a qualidade do tecido ósseo e talvez servir como fonte endógena para contaminações subseqüentes.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_caroline_leivas_moraes.pdf: 1209902 bytes, checksum: e0c17e5066a48b3e46e67bca1af6155e (MD5) Previous issue date: 2011-07-25 / Lead (Pb) is a potentially toxic metal, it can be added to soils via phosphate fertilizers, industrial waste and sewage sludge. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the changes induced by different concentrations of lead acetate in physiological characteristics, biochemical and ultrastructural of seeds and tomato plants. The experiment was divided into two trials, where the first evaluated the effect of metal on the physiological potential of seeds and initial seedling growth, chlorophyll, carotenoids and ultrastructural alterations. In the first trial tomato seeds were exposed to different concentrations of lead acetate (zero; 0,25; 0,5 and 0,75mM). In the second trial, plants grown for 30 days in a greenhouse were transplanted to plastic pots and kept in climate-controlled growth room. After a period of 14 days, there were four applications of different concentrations of lead acetate, which were irrigated with nutrient solution. Four evaluations of gas exchange and chlorophyll a fluorescence were determined, and at the end of the experiment, there were measured the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase, lipid peroxidation and H2O2 content, as well as the growth characteristics. Results demonstrated that lead acetate reduced the seed viability and caused a reduction in growth characteristics, and distortions in the thylakoids of chloroplasts and the amount and size of starch grains. The content of chlorophyll a, b and carotenoids were dramatically affected by lead acetate. In CO2 assimilation, stomatal conductance and transpiration, there was a significant decrease for all variables, as well as on growth characteristics, and the root system was more sensitive to the metal. Regarding the antioxidant enzyme system in general, there was an increased activity of the enzymes analyzed, but not enough to prevent lipid peroxidation of membranes. In conclusion, lead acetate reduces the physiological quality of tomato seeds. In plants, it has direct effects on the biochemical phase of photosynthesis by inducing stomatal closure, reducing considerably the input of CO2 into the interior mesophyll. / O chumbo (Pb) é um metal potencialmente tóxico, podendo ser adicionado aos solos por meio de fertilizantes fosfatados, resíduos industriais e lodo de esgoto. Portanto, objetivo desta pesquisa foi avaliar alterações induzidas pelas diferentes concentrações de acetato de chumbo nas características fisiológicas, bioquímicas e ultraestruturais de sementes e plantas de tomate. O experimento foi dividido em duas etapas, onde na primeira avaliou-se o efeito do metal no potencial fisiológico das sementes e crescimento inicial das plântulas, teores de clorofila, carotenóides e alterações ultraestruturais. Para tanto, sementes de tomate foram submetidas a diferentes concentrações de acetato de chumbo (zero; 0,25; 0,5 e 0,75mM). Na segunda etapa, plantas cultivadas por 30 dias em casa de vegetação foram transplantas para vasos plásticos e mantidas em sala de crescimento climatizada. Após um período de 14 dias, foram realizadas quatro aplicações das diferentes concentrações de Pb, as quais eram intercaladas com solução nutritiva. Quatro avaliações de trocas gasosas e fluorescência da clorofila a foram determinadas e, ao final do experimento, determinou-se a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase, ascorbato peroxidase, glutationa redutase, peroxidação lipídica e conteúdo de H2O2, bem como as características de crescimento. Os resultados permitiram verificar que o acetato de chumbo reduziu a viabilidade das sementes e causou redução nas características de crescimento, além de distorções nos tilacoides dos cloroplastos e na quantidade e tamanho dos grãos de amido. Os teores de clorofila a, b e carotenoides foram drasticamente afetados pelo acetato de chumbo. Quanto à assimilação de CO2, condutância estomática e transpiração, houve decréscimo significativo para todas as variáveis, bem como nas características de crescimento, sendo o sistema radical mais sensível ao metal. Em relação ao sistema de enzimas antioxidante, em geral, houve aumento na atividade das enzimas analisadas, porém não o suficiente para impedir peroxidação lipídica das membranas. Logo, pode-se concluir que o acetato de chumbo reduz a qualidade fisiológica das sementes de tomate. Nas plantas, tem efeito direto na fase bioquímica da fotossíntese por induzir o fechamento estomático, diminuindo consideravelmente a entrada de CO2 para o interior mesofilo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lead is a common occupational and environmental hazard, and it is known that can be toxic to several species of animals, and experimental studies support the theory of oxidative damage in lead toxicity. Literature data have shown that high- sucrose diet can increase oxidative stress. Oxidative stress is related with several pathologies, such as enzyme inhibitions to behavioral disorders. Organoselenium compounds, Ebselen and diphenyl diselenide have described antioxidant properties, such as thiol- peroxidase activity. In a sub-chronic protocol of intoxication (ARTICLE 1), was determined whether these selenocompounds were effective to restore the leadtoxicity in mice. Lead acetate injection with subsequent injection of Ebselen only reduce the hepatic levels of non- protein thiol groups (NPSH). The treatment with Ebselen also reduced TBARS levels in kidney. Whereas lead inhibited δ-ALA-D activity in all tissues, Ebselen performed a recovery brain enzyme inhibition. It was also observed that metal or selenocompounds did not change glutamate uptake, whereas lead plus Ebselen showed an increase on this parameter. The results of this study indicate that δ-ALA-D inhibition antecedes the overproduction of reactive oxygen species in a short- term protocol of mice intoxication. In other study (MANUSCRIPT 2), where treated female rats for 12 months with lead acetate and/or sucrose- diet, to evaluate whether simultaneous exposure to these agents could enhance the appearance of orofacial dyskinesia, or could disturb the locomotor behavior. The aged rats demonstrated an increased orofacial dyskinesia, whereas sucrose ingestion was not associated with this parameter. The association between lead and sucrose caused a reduction on orofacial dyskinesia, and can be related to an adaptation after long-term exposure to pro-oxidant agents. In MANUSCRIP 3, a study carried out for 24 months of sucrose diet and lead exposure, where observed that the effects were tissue- specific. Another result obtained in this study was an increased spleen ALA-D activity, it is a vi contraditory result, because this enzyme is a classical marker of lead toxicity. These results may indicate that ALA-D is an indicator of acute or sub-chronic lead exposure and that some adaptations to lead and/or sucrose toxicity occur after long-term exposure to these substances. / O chumbo apresenta um risco ocupacional e ambiental, e sabe-se que pode ser tóxico para diversas espécies de animais. Diversos estudos experimentais confirmam a teoria de dano oxidativo na toxicidade promovida pelo chumbo. Dados da literatura tem mostrado que dietas ricas em sacarose podem incrementar o estresse oxidativo. Estresse oxidativo está relacionado com diversas patologias, desde inibições enzimáticas até distúrbios comportamentais. Compostos orgânicos de selênio, ebselen e disseleneto de difenila tem uma descrita atividade antioxidante, semelhante à atividade tiolperoxidase. Em um protocolo de intoxicação sub- crônica (ARTIGO 1), determinou-se se estes compostos seriam efetivos para reverter a toxicidade promovida pelo chumbo em camundongos. Injeções de acetato de chumbo, com subseqüentes injeções de ebselen reduziram apenas os níveis hepáticos de grupos tiólicos não protéicos (NPSH). O tratamento com ebselen também reduziu os níveis de TBARS no rim. Enquanto o chumbo inibiu a atividade da δ-ALA-D em todos os tecidos, o ebselen reverteu a inibição enzimática no cérebro. Também foi observado que o metal ou os organocompostos de selênio não modificaram a captação de glutamato, enquanto o ebselen promoveu um aumento neste parâmetro. Os resultados deste estudo indicam que a inibição da atividade da δ-ALA-D antecede a produção de espécies reativas de oxigênio em um protocolo sub- crônico de intoxicação em camundongos. Em outro estudo (MANUSCRITO 2), ratas foram tratadas por 12 meses com acetato de chumbo e/ou dieta rica em sacarose, para avaliar se a exposição simultânea a estes agentes poderia produzir o aparecimento de discinesia orofacia, ou modificar o comportamento locomotor. Os ratos demonstraram um incremento na discinesia orofacial, enquanto a ingestão de sacarose não esteve associada à este parâmetro. A associação entre chumbo e iv sacarose causou uma diminuição na discinesia orofacial, o que pode estar relcionado a uma adaptação após uma prolongada exposição a agentes próoxidantes. No MANUSCRITO 3, foi conduzido um estudo por 24 meses com uma dieta rica em sacarose e exposição ao chumbo, onde foram observados uma especificidade dos efeitos nos tecidos. Outro resultado obtido neste estudo foi um aumento na atividade da δ-ALA-D de baço, o que é um resultado contraditório, uma vez que esta enzima é um clássico marcador de toxicidade por chumbo. Estes resultados podem indicar que a enzima δ-ALAD é um indicador de toxicidade aguda ou sub- crônica, e que pode ocorrer alguma adaptação à toxicidade promovida pela sacarose e/ou pelo chumbo após exposição prolongada a estas substâncias.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5384.pdf: 3646799 bytes, checksum: cae5edc100d549896cd5997951a21e99 (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Lead (Pb) is an ubiquitous pollutant in the environmental ecosystem. Its distribution is mainly anthropogenic, coming from the burning of fossil fuels, mining and production of various industrial products. There is little knowledge of the effect of the Pb and its compounds on bone metabolism as well as potential therapies for frames contamination related to the lead. The aim of this study was to determine possible changes in the bones of adult rats contaminated with lead acetate correlated them to the effects of hydroxyapatite and the resveratrol in adult rats contaminated with lead acetate. The biomechanical, biometric, biophysical, microtomographic bone parameters, the radiographic density, the concentration of Pb and metalloproteinase activity in bone tissue were analyzed. The animals were distributed into 6 groups of 8 rats each: control, treated with saline 0.9% (0.1 ml/100g BM), hydroxyapatite, treat with hydroxyapatite (100 mg/kg BM), contaminated, treated with lead acetate (250 mg/kg BM), contaminated + hydroxyapatite, treated with lead acetate (250mg/kg BM) and hydroxyapatite (100mg/kg BM); the treatments were carry out once per week for 8 weeks by gastric gavage. The groups contaminated + resveratrol, treated with lead acetate (250 mg/kg BM) and resveratrol (0.7 mg/kg BM ) and DMSO, treated with dimethylsulfoxide (0.1 ml/100g BM), 5 times a week for 8 weeks by intraperitoneal injections. The contamination with lead acetate promoted incorporation of it in bone tissue leading to a reduction in bone strength of femurs and vertebrae, reduction of vertebral trabecular contingent, and increased activity of metalloproteins type 2. The treatment with hydroxyapatite (100 mg/kg MC) as well with resveratrol (0.7 mg/kg MC) prevented the deleterious effects of lead contamination at the proposed dose, including reducing the activity values of metalloproteins type 2 to levels similar to that of control group. Therefore, the results point to hydroxyapatite and resveratrol as potential treatment agents in lead contamination, preventing damage to the quality of bone tissue caused by this element. / Chumbo (Pb) é um poluente ubíquo no ecossistema cuja distribuição ambiental é principalmente antropogênica, oriunda da queima de combustíveis fósseis, mineração e fabricações industriais diversas. Há pouco conhecimento do envolvimento do Pb e seus compostos sobre o metabolismo ósseo bem como das potenciais terapias para quadros de contaminação relacionadas ao chumbo. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações ósseas causadas pelo acetato de chumbo correlacionado-as aos efeitos da hidroxiapatita e do resveratrol em ratos adultos contaminados com acetato de chumbo. Foram analisados os parâmetros biomecânicos, biométricos, biofísicos, microtomográficos ósseos, a densidade radiográfica, a concentração de Pb e a atividade de metaloproteinases no tecido ósseo. Os animais foram distribuidos em 6 grupos com 8 ratos cada: controle, tratados com salina 0,9% (0,1 ml/100g MC), hidroxiapatita, tratados com hidroxiapatita (100 mg/kg MC), contaminado, tratados com acetato de chumbo (250 mg/kg MC) e contaminado + hidroxiapatita, tratados com acetato da chumbo (250 mg/kg MC) e hidroxiapatita (100 mg/kg MC), 1 vez por semana, por 8 semanas pelo método de gavagem gástrica. Grupo contaminado + resveratrol, tratados com acetato da chumbo (250 mg/kg MC) e resveratrol (0,7 mg/kg MC) e DMSO, tratado com dimetilsulfóxido (0,1 ml/100g MC), 5 vezes por semana, por 8 semanas por meio de injeções intraperitoneais. A contaminação com acetato de chumbo promoveu incorporação de chumbo no tecido ósseo provocando redução da resistência óssea de fêmures e vértebras e do contingente trabecular das vértebras analisadas, promovendo aumento da atividade de metaloproteinases tipo 2. Tanto o tratamento com 100 mg/kg MC de hidroxiapatita quanto o de 0,7 mg/kg MC de resveratrol preveniram os efeitos deletérios da contaminação com chumbo na dose proposta, inclusive reduzindo os valores de atividade de metaloproteinases tipo 2 para níveis semelhantes ao do grupo controle. Portanto, os resultados apontam a hidroxiapatita e o resveratrol como potenciais agentes de tratamento preventivo na contaminação com chumbo, evitando os prejuízos à qualidade do tecido ósseo provocadas por este elemento.