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

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: A lipoproteína de baixa densidade (LDL) e suas formas oxidadas (LDLox) possuem múltiplas propriedades aterogênicas, atuando na deposição de colesterol, indução e manutenção da inflamação, disfunção endotelial, surgimento de células espumosas na parede arterial e conseqüente formação da placa de ateroma. Adicionalmente, LDLox induz apoptose de células endoteliais humanas (HMEC). A lipoproteína de alta densidade (HDL) possui inúmeras atividades antiaterogênicas, incluindo ações antioxidante, anti-inflamatória e anti-trombótica. A HDL é capaz de proteger as HMEC contra apoptose. As subfrações de HDL (sHDL) são heterogêneas em sua composição físico-química e atividades biológicas. A atividade antioxidante das sHDL aumenta com a densidade (HDL2b<HDL2a<HDL3a<HDL3b <HDL3c) e está deficiente em pacientes com SMet. Contudo, a heterogeneidade da atividade anti-apoptótica das sHDL é ainda desconhecida. Objetivos: (i) avaliar a heterogeneidade da atividade protetora das sHDL de indivíduos normolipidêmicos (n=7) e de pacientes com SMet (n=16) contra apoptose de HMEC induzida por LDLox; (ii) definir os mecanismos moleculares envolvidos nesta atividade. Métodos: Através de ultracentrifugação por gradiente de densidade, isolamos cinco diferentes sHDL. HMEC foram incubadas com LDLox (200 ?g apoB/ml) na presença ou não das sHDL (5-100 ?g proteína/ml). Os marcadores de toxicidade (MTT) e de apoptose celular (microscopia de fluorescência, marcagem com anexina V, cit c, AIF, degradação Bid, atividade caspase-3 e fragmentação do ADN) foram analisados. Resultados: Todas sHDL protegeram as HMEC contra a toxicidade e apoptose induzidas pela LDLox. Com mesma concentração de proteína, as subfrações HDL3c (60% proteção - MTT - e >100% - anexina V) e 3b (43% e 67%, respectivamente) de indivíduos normolipidêmicos apresentaram atividade anti-apoptótica mais potente do que as subfrações HDL2a (29% e 28%; p<0,01 vs. HDL3c, respectivamente) e 2b (25% e 62%; p<0,001 vs. HDL3c, respectivamente). Todas sHDL reduziram geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) induzida pela LDLox, sendo a HDL3c (54%) mais potente do que HDL2b (21%; p<0.05 vs. HDL3c). Houve correlação positiva entre as atividades anti-apoptótica e antioxidante intracelular com conteúdo de apoA-I e esfingosina 1-fosfato (E1F) das sHDL, senda HDL3b e 3c ricas em E1F. A atividade anti-apoptótica da E1F e das sHDL parece depender da interação com as células endoteliais via apoA-I e seu receptor SR-BI. Finalmente, as HDL3c (n=5) isoladas de pacientes com SMet possuem conteúdo significativamente menor de apoA-I e reduzida atividade anti-apoptótica (60%, p<0,01), quando comparada aos controles normolipidêmicos (n=5). Houve tendência à diminuição da proteção contra a geração de ROS (SMet, n=10). Conclusão: As subfrações HDL3c protegem de forma potente as células endoteliais humanas contra toxicidade e apoptose induzidas pela LDLox, assim como contra geração de ROS. Esta atividade antiapoptótica está reduzida na SMet. / Background: Low density lipoprotein (LDL) and its oxidized forms (oxLDL) have several atherogenic properties, including cholesterol deposition, inflammation, endothelial dysfunction and foam cell formation on the arterial wall, leading to atherosclerotic plaque development. In addition, oxLDL induces human endothelial cell apoptosis (HMEC). High-density lipoprotein (HDL) has number of antiatherogenic activities, as antioxidative, anti-inflammatory and anti-thrombotic actions. HDL displays anti-apoptotic activity and is able to protect endothelial cells against oxLDL-induced apoptosis. HDL subfractions (sHDL) are highly heterogeneous in their physical and chemical composition and biological functions. Antioxidative activity of HDL subfractions increases with increment in density, HDL2b<HDL2a<HDL3a<HDL3b <HDL3c. Important, HDL subfractions from subjects with metabolic syndrome (MetS), display a significantly lower antioxidative activity as compared to healthy controls. However, the heterogeneity of their anti-apoptotic activity was not demonstrated. Objectives: (i) to evaluate the heterogeneity of antiapoptotic activity of sHDL from normolipidemic controls (n=7) and MetS patients (n=16) towards oxLDL-induced apoptosis of HMEC; (ii) to define molecular mechanisms involved in this anti-apoptotic action. Methods: Five major sHDL were fractionated by density gradient ultracentrifugation. HMEC were incubated with mildly oxLDL (200 ?g apoB/ml) in the presence or absence of each sHDL (5-100 ?g protein/ml). Markers of cellular toxicity (MTT) and apoptosis (fluorescent nucleic acid staining, annexin V binding, cytochrome c, AIF and Bid, caspase-3 activity and DNA fragmentation) were observed. Results: All HDL subfractions isolated from normolipidemic subjects protected HMEC against oxLDL-induced toxicity and apoptosis. At equal protein concentrations, HDL3c (60% protection in the MTT test; >100% in annexin V biding) and 3b subfractions (43% and 67%, respectively) were more potent against oxLDL-induced toxicity and apoptosis as compared to HDL2a (29% and 28%; p<0.01 vs. HDL3c, respectively) and 2b subfractions (25% and 62%; p<0.001 vs. HDL3c, respectively). All HDL subfractions attenuated of reactive oxygen species (ROS) generation in HMEC induced by oxLDL. Again, HDL3c (54% inhibition) were more potent as compared to HDL2b (21%; p<0.05 vs. HDL3c). The anti-apoptotic and intracellular antioxidative activities of HDL3 were positively correlated with apoA-I and sphingosine 1-phosphate (S1P) content of sHDL and, possibly, depend on their cellular interaction through apoA-I and its SR-BI receptor. The sHDL3c isolated from MetS patients (n=5) possess reduced content of apoA-I and less potent anti-apoptotic activity (-60%, p<0.01) than controls (n=5). Conclusion: Normolipidemic small dense HDL3 provide potent protection of human endothelial cells from oxLDL-induced apoptosis; this anti-apoptotic activity is reduced in the MetS.

Introdução: A lipoproteína de baixa densidade (LDL) e suas formas oxidadas (LDLox) possuem múltiplas propriedades aterogênicas, atuando na deposição de colesterol, indução e manutenção da inflamação, disfunção endotelial, surgimento de células espumosas na parede arterial e conseqüente formação da placa de ateroma. Adicionalmente, LDLox induz apoptose de células endoteliais humanas (HMEC). A lipoproteína de alta densidade (HDL) possui inúmeras atividades antiaterogênicas, incluindo ações antioxidante, anti-inflamatória e anti-trombótica. A HDL é capaz de proteger as HMEC contra apoptose. As subfrações de HDL (sHDL) são heterogêneas em sua composição físico-química e atividades biológicas. A atividade antioxidante das sHDL aumenta com a densidade (HDL2b<HDL2a<HDL3a<HDL3b <HDL3c) e está deficiente em pacientes com SMet. Contudo, a heterogeneidade da atividade anti-apoptótica das sHDL é ainda desconhecida. Objetivos: (i) avaliar a heterogeneidade da atividade protetora das sHDL de indivíduos normolipidêmicos (n=7) e de pacientes com SMet (n=16) contra apoptose de HMEC induzida por LDLox; (ii) definir os mecanismos moleculares envolvidos nesta atividade. Métodos: Através de ultracentrifugação por gradiente de densidade, isolamos cinco diferentes sHDL. HMEC foram incubadas com LDLox (200 ?g apoB/ml) na presença ou não das sHDL (5-100 ?g proteína/ml). Os marcadores de toxicidade (MTT) e de apoptose celular (microscopia de fluorescência, marcagem com anexina V, cit c, AIF, degradação Bid, atividade caspase-3 e fragmentação do ADN) foram analisados. Resultados: Todas sHDL protegeram as HMEC contra a toxicidade e apoptose induzidas pela LDLox. Com mesma concentração de proteína, as subfrações HDL3c (60% proteção - MTT - e >100% - anexina V) e 3b (43% e 67%, respectivamente) de indivíduos normolipidêmicos apresentaram atividade anti-apoptótica mais potente do que as subfrações HDL2a (29% e 28%; p<0,01 vs. HDL3c, respectivamente) e 2b (25% e 62%; p<0,001 vs. HDL3c, respectivamente). Todas sHDL reduziram geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) induzida pela LDLox, sendo a HDL3c (54%) mais potente do que HDL2b (21%; p<0.05 vs. HDL3c). Houve correlação positiva entre as atividades anti-apoptótica e antioxidante intracelular com conteúdo de apoA-I e esfingosina 1-fosfato (E1F) das sHDL, senda HDL3b e 3c ricas em E1F. A atividade anti-apoptótica da E1F e das sHDL parece depender da interação com as células endoteliais via apoA-I e seu receptor SR-BI. Finalmente, as HDL3c (n=5) isoladas de pacientes com SMet possuem conteúdo significativamente menor de apoA-I e reduzida atividade anti-apoptótica (60%, p<0,01), quando comparada aos controles normolipidêmicos (n=5). Houve tendência à diminuição da proteção contra a geração de ROS (SMet, n=10). Conclusão: As subfrações HDL3c protegem de forma potente as células endoteliais humanas contra toxicidade e apoptose induzidas pela LDLox, assim como contra geração de ROS. Esta atividade antiapoptótica está reduzida na SMet. / Background: Low density lipoprotein (LDL) and its oxidized forms (oxLDL) have several atherogenic properties, including cholesterol deposition, inflammation, endothelial dysfunction and foam cell formation on the arterial wall, leading to atherosclerotic plaque development. In addition, oxLDL induces human endothelial cell apoptosis (HMEC). High-density lipoprotein (HDL) has number of antiatherogenic activities, as antioxidative, anti-inflammatory and anti-thrombotic actions. HDL displays anti-apoptotic activity and is able to protect endothelial cells against oxLDL-induced apoptosis. HDL subfractions (sHDL) are highly heterogeneous in their physical and chemical composition and biological functions. Antioxidative activity of HDL subfractions increases with increment in density, HDL2b<HDL2a<HDL3a<HDL3b <HDL3c. Important, HDL subfractions from subjects with metabolic syndrome (MetS), display a significantly lower antioxidative activity as compared to healthy controls. However, the heterogeneity of their anti-apoptotic activity was not demonstrated. Objectives: (i) to evaluate the heterogeneity of antiapoptotic activity of sHDL from normolipidemic controls (n=7) and MetS patients (n=16) towards oxLDL-induced apoptosis of HMEC; (ii) to define molecular mechanisms involved in this anti-apoptotic action. Methods: Five major sHDL were fractionated by density gradient ultracentrifugation. HMEC were incubated with mildly oxLDL (200 ?g apoB/ml) in the presence or absence of each sHDL (5-100 ?g protein/ml). Markers of cellular toxicity (MTT) and apoptosis (fluorescent nucleic acid staining, annexin V binding, cytochrome c, AIF and Bid, caspase-3 activity and DNA fragmentation) were observed. Results: All HDL subfractions isolated from normolipidemic subjects protected HMEC against oxLDL-induced toxicity and apoptosis. At equal protein concentrations, HDL3c (60% protection in the MTT test; >100% in annexin V biding) and 3b subfractions (43% and 67%, respectively) were more potent against oxLDL-induced toxicity and apoptosis as compared to HDL2a (29% and 28%; p<0.01 vs. HDL3c, respectively) and 2b subfractions (25% and 62%; p<0.001 vs. HDL3c, respectively). All HDL subfractions attenuated of reactive oxygen species (ROS) generation in HMEC induced by oxLDL. Again, HDL3c (54% inhibition) were more potent as compared to HDL2b (21%; p<0.05 vs. HDL3c). The anti-apoptotic and intracellular antioxidative activities of HDL3 were positively correlated with apoA-I and sphingosine 1-phosphate (S1P) content of sHDL and, possibly, depend on their cellular interaction through apoA-I and its SR-BI receptor. The sHDL3c isolated from MetS patients (n=5) possess reduced content of apoA-I and less potent anti-apoptotic activity (-60%, p<0.01) than controls (n=5). Conclusion: Normolipidemic small dense HDL3 provide potent protection of human endothelial cells from oxLDL-induced apoptosis; this anti-apoptotic activity is reduced in the MetS.