A obesidade e a diabetes mellitus são duas comorbidades que aumentam o risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares, acarretando prejuízos à saúde, perda da qualidade de vida e custos econômicos. A busca por tratamentos, que representem menor custo de produção e menos efeitos adversos, é realizada muitas vezes mediante estudo de extratos naturais. Os extratos naturais concentram compostos bioativos que amplificam o efeito benéfico do consumo de determinados alimentos sobre o metabolismo. Extratos naturais se destacam pela capacidade de atuar no metabolismo de lipídios, modificando as concentrações séricas de triglicerídeos, colesterol total, colesterol HDL e LDL. Neste estudo, foi avaliado o efeito do tratamento com o extrato de Pycnoporus sanguineus sobre o metabolismo de ratos diabéticos e ratos dislipidêmicos. Obteve-se efeito do extrato principalmente sobre o metabolismo de lipídios de ratos diabéticos. O tratamento atuou aumentando o ganho de peso, a oxidação de glicose no tecido adiposo retroperitoneal, além da síntese de lipídios a partir de glicose nesse mesmo tecido. Não foram observadas diferenças nos lipídios séricos. Nos ratos dislipidêmicos, o extrato teve comportamento diferente, atuando no aumento dos níveis de ureia e na diminuição da conversão hepática de glicose a glicogênio, assim como na captação muscular de glicose nos grupos controle A análise do extrato por CLAE-EM não mostrou diferenças na concentração de cinabarina e ácido cinabarínico, quando se compara ao extrato de P. sanguineus utilizado em outros estudos. Acreditamos que o tratamento não foi tão efetivo quanto em outros estudos devido à forma de administração utilizada, que permitiu a diminuição da biodisponibilidade do composto ativo no sangue. No entanto, somando os dados obtidos na literatura aos efeitos sobre o metabolismo do tecido adiposo neste experimento, acreditamos que o extrato possa estar atuando via ativação do PPARs γ e/ou α. Os efeitos sobre o metabolismo hepático e muscular observados pela primeira vez neste trabalho, mostram que novos estudos devem ser conduzidos com mudanças na forma de administração para identificar os efeitos do extrato em outras vias relacionadas. Este estudo também propõe um modelo de síndrome metabólica obtido mediante dieta hiperlipídica produzida em nosso laboratório. O tratamento com esta dieta durante 60 dias foi capaz de causar dislipidemia, aumento dos níveis glicêmicos e resistência a insulina. / Obesity and diabetes mellitus are two comorbidities that increase the risk of developing cardiovascular diseases, leading to health losses, loss of life quality and economic costs. The search for treatments that represent lower cost of production and fewer side effects is often done through the study of natural extracts. The natural extracts concentrate bioactive compounds, amplifying the beneficial effect of the consumption of certain foods on the metabolism. Natural extracts have been highlighted because of their ability to act on lipid metabolism, modifying the serum concentrations of triglycerides, total cholesterol, HDL and LDL cholesterol. In this study the effect of treatment with Pycnoporus sanguineus extract on the metabolism of diabetic rats and dyslipidemic rats was evaluated. The effect of the extract was mainly on the lipid metabolism of diabetic rats. The treatment acted to increase the weight gain, the glucose oxidation in the retroperitoneal adipose tissue and the synthesis of lipids from glucose in the same tissue. No differences were observed in serum lipids. In the dyslipidemic rats, the extract had a different behavior by increasing the urea levels, and decreasing the hepatic conversion of glucose to glycogen and muscle glucose uptake in the control groups Analysis of the extract by HPLC-MS showed no differences in the concentration of cinabarine and cinabarine acid compared to the extract of P. sanguineus used in other studies. We believe that the treatment was not as effective as in other studies due to the form of administration used, which allowed the bioavailability of the active compound to decrease in the blood. However, adding the data obtained in the literature to the effects on adipose tissue metabolism in this experiment, we believe that the extract may be acting by activating the γ and / or α PPARs. The effects on liver and muscle metabolism observed for the first time in this study show that further studies should be conducted with changes in the administration form to identify the effects of the extract on these and other related pathways. This study also proposes a model of metabolic syndrome obtained through a hyperlipidic diet produced in our laboratory. The treatment with this diet during 60 days was able to cause dyslipidemia, increase in glycemic levels and resistance to insulin.

O tacrolimo, principal imunossupressor utilizado no transplante hepático, possui alta variabilidade interindividual e índice terapêutico estreito, necessitando de monitoração frequente. Em adultos receptores de fígado, a relação concentração-dose de tacrolimo é uma ferramenta simples e útil capaz de definir o metabolismo do tacrolimo e prever a toxicidade. Pretendemos avaliar, em uma coorte histórica, a relação concentração-dose de tacrolimo em pacientes ≤ 18 anos submetidos ao transplante hepático, que sobreviveram pelo menos 180 dias com o enxerto primário. A relação concentração-dose de tacrolimo foi avaliada pela fórmula padrão e pela fórmula padrão ajustada para o peso e superfície corporal do paciente. Além disso, avaliamos as associações entre a razão C/D e dados demográficos, antropométricos e clínicos, o nível sérico de tacrolimo, testes de função renal e hepática, rejeição celular aguda e infecção pelo vírus Epstein-Barr. Estudamos 83 pacientes. As distribuições de proporções foram assimétricas. Assim, classificamos os pacientes de acordo com o percentil de distribuição da seguinte maneira: metabolizadores rápidos (valores ≤ percentil 25); metabolizadores lentos (valores> percentil 75) e metabolizadores intermediários (valores entre 25 e ≤ 75 percentil). A concordância entre as fórmulas foi moderada (kappa; 0,62). Na análise bivariada: idade, sexo, diagnóstico de doença hepática primária, bilirrubina, INR, creatinina, ureia e idade do doador atingiram significância estatística, analisando a relação C/D padrão e aquela ajustada pela superfície corporal. Nenhuma das variáveis apresentou resultados significativos quando da análise da fórmula padrão ajustada pelo peso. Na análise multivariada, gênero e idade no transplante foram associados ao metabolismo do tacrolimo. Não observamos associação entre o metabolismo do tacrolimo e rejeição celular aguda, infecção por EBV ou disfunção renal. Conclusão: a relação concentração-dose padrão de tacrolimo pode ser utilizada na prática pediátrica sem ajustes para o peso ou superfície corporal total. O gênero e a idade no transplante influenciaram o requisito de dose de tacrolimo. / Tacrolimus is a standard immunosuppressant used after liver transplantation. Its wide pharmacokinetic variability makes mandatory monitoring tacrolimus dose. In adult recipients of liver graft, the concentration-dose ratio of tacrolimus is a simple and useful tool capable of defining tacrolimus metabolism and predicting toxicity. We aimed to assess the tacrolimus concentration-dose ratio in patients ≤18 years underwent to liver transplantation, who survived at least 180 days with the primary graft, in a historical cohort study. The concentration-dose ratio of tacrolimus was assessed by the standard ratio, the ratio adjusted for patient weight, and body surface. In addition, we evaluated associations between ratios and demographic, anthropometric and clinical data, the serum level of tacrolimus, liver and renal function tests, acute rejection and Epstein-Barr virus infection. We studied 83 patients. The ratios distributions were asymmetric. Thus, we classified patients according to percentile as follows: fast metabolizers (values ≤ percentile 25); slow metabolizers (values > percentile 75), and intermediate metabolizers (values between 25 and ≤75 percentile). The agreement between equations was moderate (kappa;0,62). At bivariate analysis: age, gender, diagnosis of primary liver disease, bilirubin, INR, creatinine, urea and donor age reached statistical significance by analyzing the standard ratio and the ratio adjusted by body surface. Neither variables presented significant results for the ratio adjusted by weight. At multivariate analysis, gender and age at transplant were associated with tacrolimus metabolism. We did not observe an association between tacrolimus metabolism and acute cellular rejection, EBV infection or renal dysfunction. Conclusion: the standard tacrolimus concentration-dose ratio can be used in pediatric practice without adjustments for weight or total body surface area. Gender and age at transplantation influenced the tacrolimus dose requirement.

Orientador: Ricardo Andrade Reis / Coorientador: Rondineli Pavezzi Barbero / Banca: Elias San Vito / Banca: Márcia Helena Machado da Rocha Fernandes / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os DDGS (do inglês "distillers dried grains with solubles") como fonte de proteína não degradável no rúmen (PNDR) em substituição ao farelo de algodão em suplementos para bovinos em pastagens de Brachiaria brizantha cv. Marandu na fase de recria durante o período das águas. Foram utilizados 8 piquetes de Brachiaria brizantha cv. Marandu, manejados em lotação contínua, com taxa de lotação variável. Oito bovinos Bos indicus fistulados no rúmen foram utilizados para avaliar quatro estratégias de suplementação: Tratamento 1) mistura mineral (ad libitum) (MM); Tratamento 2) suplemento proteico e energético com milho como fonte energética e farelo de algodão como fonte proteica (FA); Tratamento 3) suplemento com substituição de 50% da fonte proteica do Tratamento 2 por DDGS (50DDG) e Tratamento 4) suplemento com substituição de 100% da fonte proteica do Tratamento 2 por DDGS (100DDG). Com exceção do MM (MM), os suplementos foram fornecidos na quantidade de 0,3% do peso corporal (PC). O delineamento estatístico adotado foi quadrado latino duplo, com oito animais, quatro tratamentos, e quatro períodos experimentais. Foi aplicado o teste de contrastes (MM vs (FA+50DDG+100DDG); efeito linear entre FA, 50DDG e 100DDG; efeito quadrático entre FA, 50DDG e 100DDG) (P<0,10). Houve diferença no consumo de matéria seca (MS) (P= 0,0130), de nutrientes (P≤0,099) e do balanço de nitrogênio (P=0,019) entre MM e os demais tratamentos. Observou-se efeito linear... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to evaluate the intake, apparent total diet digestibility, ruminal parameters, nitrogen balance and microbial protein synthesis of beef cattle supplemented with different protein sources (cottonseed meal or DDG "distillers dried grains with solubles") on pasture during the wet season. Eight paddock of Brachiaria brizantha cv. Marandu (Palisade grass), were managed in a continuous grazing, with a variable stocking rate. Eight rumen cannulated steers were used for evaluations of the four supplementation strategies: Treatment 1) mineral mixed (ad libitum) (MM); Treatment 2) energetic/protein supplement with corn as energetic source and cottonseed meal as protein source (FA); Treatment 3) supplement with substitution of 50%of the protein source of treatment 2forDDGS (50DDG), and Treatment 4) supplement with replacement of 100% of the protein source of treatment 2 for DDGS (100DDG). Except for MM, supplements were provided in amount of 0.3% of body weight (BW). The statistical design adopted was a double Latin square, with eight cannulated animals, four treatments, and four experimental periods. The test of contrasts (MM vs. FA + 50DDG + 100DDG), linear effect among FA, 50DDG and 100DDG) and quadratic effect among FA, 50DDG and 100DDG) was performed (P <0, 10). There was a significant difference in dry matter (DM) and nutrient intake, and nitrogen balance among MM and other treatments. There was a linear decrease effect among FA, 50DDG and 100DDG in rumin... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A hipóxia ambiental afeta os animais em uma ampla extensão de habitats, desde sistemas aquáticos até ambientes terrestres e de altitude. A transição para ambiente com baixo teor de oxigênio requer a supressão coordenada das atividades celulares que são consumidoras e produtoras de ATP, bem como uma reorganização das prioridades para o uso de energia O presente estudo teve como objetivo ampliar o entendimento das estratégias metabólicas utilizadas para a reorganização do consumo energético nas brânquias anteriores e posteriores, músculo mandibular e hepatopancreas de caranguejos Neohelice granulata submetidos ao estresse hipóxico e à reoxigenação, além de determinar a expressão gênica do fator induzível por hipóxia 1 (HIF-1 ) e a sua relação no controle dessas respostas. Para isso foram utilizados caranguejos machos coletados na Lagoa de Tramandaí (RS), submetidos à hipóxia (38 Torr de O2 dissolvido na água) por 1h ou 8h e a períodos de recuperação após hipóxia, em normóxia (155 Torr de O2), por 3h ou 24h após cada período de estresse hipóxico. Durante a hipóxia por 1h e subsequentes períodos de recuperação, a redução na atividade da enzima Na+/K+-ATPase indica que o caranguejo N. granulata apresenta uma estratégia de redução da demanda de ATP. No entanto, a manutenção da atividade da Na+/K+-ATPase em períodos mais prolongados de hipóxia (8h) demonstra que o animal utiliza estratégias alternativas para compensar o gasto energético com a atividade dessa enzima. Em ambos os tempos de hipóxia (1h e 8h), a capacidade de síntese proteica a partir de 14C-leucina se manteve inalterada na maioria dos tecidos estudados, indicando que a estratégia de supressão da síntese de proteínas, para diminuir o consumo de ATP frente ao estresse hipóxico, não foi utilizada pelo caranguejo. Ainda, a manutenção de níveis basais de formação de CO2 a partir de 14C-piruvato, associada ao aumento dos níveis de glicose e lactato na hemolinfa, indicam que a mobilização de glicose nos tecidos excede sua utilização pela via glicolítica, causando seu acúmulo na hemolinfa, e o metabolismo anaeróbio é intensamente utilizado pelo caranguejo durante esse período. Durante a fase de recuperação pós-hipóxia, embora os níveis de glicose e de lactato na hemolinfa diminuam gradativamente, a redução na oxidação de piruvato a CO2 nos tecidos estudados dos animais submetidos à 8h de hipóxia indica que a oxidação destes substratos não é a via utilizada para metabolizar a glicose e/ou lactato produzidos durante o estresse. Por outro lado, o aumento da produção de CO2 nas brânquias anteriores após 24h de recuperação pós-hipóxia de 1h sugere uma participação desse tecido na metabolização desses substratos. Pela primeira vez em N. granulata foi demonstrada a participação do HIF-1 na resposta ao estresse hipóxico e seu possível envolvimento com a mobilização de substratos energéticos. A diminuição na expressão de HIF-1 no músculo, durante a hipóxia de 1h e a recuperação pós-hipóxia, pode ser interpretada como uma resposta ao aumento da concentração da proteína HIF-1 celular. No hepatopancreas, após 24h de reoxigenação, o aumento nos níveis de mRNA de HIF-1 sugere a participação deste gene no controle do metabolismo da glicose no hepatopâncreas de N. granulata. O presente estudo demonstra que as estratégias utilizadas pelo caranguejo N. granulata para reorganizar as prioridades do uso de energia são dependentes do tempo de exposição ao estresse hipóxico e essas respostas são tecidoespecíficas.

Os mecanismos fisiopatológicos exatos, responsáveis pelas manifestações clínicas das doenças em que altas concentrações de ácido etilmalônico (EMA) têm sido observadas como a deficiência da atividade das acil-CoA de cadeia curta (SCADD) e a encefalopatia etilmalônica (EE), permanecem ainda desconhecidos. Dessa forma, no presente trabalho, investigamos os efeitos ex vivo da administração intraestriatal de EMA sobre importantes parâmetros do metabolismo energético em estriado de ratos jovens, incluindo a produção de 14CO2 a partir de glicose, as atividades dos complexos I-IV da cadeia respiratória (fosforilação oxidativa), da enzima creatina quinase (CK) (transferência intracelular de ATP) e a atividade da Na+K+-ATPase (NaK) sináptica (neurotransmissão). Avaliamos também o efeito da injeção intraestriatal de EMA sobre os níveis de glutationa reduzida (GSH), uma importante defesa antioxidante cerebral. O EMA reduziu significativamente a produção de 14CO2 a partir de glicose 2 e 24 horas após a injeção intraestriatal, sugerindo que esse metabólito compromete a atividade da via glicolítica e/ou ciclo do ácido cítrico. Além disso, o EMA diminuiu as atividades dos complexos II e II-III da cadeia respiratória apenas 24 horas após sua administração, bem como, a atividade da NaK de membrana sináptica em ambos os tempos. O EMA também diminuiu os níveis de GSH. O pré tratamento de ratos com Nacetilcisteína por 3 dias preveniu a redução nos níveis de GSH, causado pelo EMA, sem modificar a inibição da atividade da NaK. Considerando a importância da via glicolítica, do ciclo do ácido cítrico e do transporte de elétrons através da cadeia respiratória para a transformação de energia e da NaK para a manutenção do potencial de membrana da célula, os dados apresentados indicam que o EMA altera a homeostase energética cerebral e a neurotransmissão. Presume-se que esses mecanismos possam estar envolvidos no dano neuronal encontrado nos pacientes afetados pela SCADD e pela EE. / The pathophysiological mechanism responsible for the clinical manifestations of the diseases in which high concentrations of ethylmalonic acid (EMA) have been observed as short acyl-CoA dehydrogenase deficiency activity (SCADD) and ethylmalonic encephalopathy (EE) are unknown. Therefore, in the present work we investigated the in vivo effects of administration of EMA (2 and 24 hours), on important parameters of energy metabolism in rat cerebral striatum, including 14CO2 production from glucose, enzyme activities of the respiratory chain complexes I-IV (oxidative phosphorylation), creatine kinase (CK) (intracellular ATP transfer), and synaptic Na+K+-ATPase (NaK) (neurotransmission). We also tested the effect of EMA on reduced glutathione (GSH) levels, an important non-enzymatic antioxidant defense. EMA significantly reduced 14CO2 production from glucose 2 and 24 hours after its administration, implying that this compound compromises the citric acid cycle activity. Furthermore, EMA diminished the activities of complex II and II-III of the respiratory chain only 24 hours after administration and synaptic membrane NaK activity in both times. EMA also decreased the levels of GSH. Pretreatment of rats with N-acetylcysteine for 3 days prevented the reduction of GSH levels caused by EMA, without modifying the inhibition of NaK activity. Considering the importance of the citric acid cycle and the glycolytic pathway, the electron flow through the respiratory chain for brain energy transformation and the NaK for the maintenance of the cell membrane potential, the present data indicate that EMA potentially impairs mitochondrial brain energy homeostasis and neurotransmission. We presumed that these pathomecanisms are involved in the neurological damage found in patients affected by SCADD and EE.

A acidemia glutárica tipo I (AG I) causada pela deficiência severa da enzima glutaril-CoA desidrogenase, que catalisa a degradação de lisina (Lis), resulta no acúmulo predominante dos ácidos glutárico (AG) e 3-hidroxiglutárico (3HG). Visto que os mecanismos responsáveis pelos danos cortical e estriatal observados nos pacientes ainda não estão totalmente esclarecidos, avaliamos a homeostase redox em diferentes regiões cerebrais (córtex cerebral, estriado e hipocampo) e tecidos periféricos (fígado e coração) de camundongos selvagens (Gcdh+/+) e nocaute para a enzima glutaril-CoA desidrogenase (Gcdh-/-, modelo genético da AG I) com 15, 30 e 60 dias de vida. Os animais foram submetidos a uma sobrecarga de Lis através de uma injeção intraperitoneal (8 μmol/g) ou de uma dieta enriquecida com esse aminoácido (2,8 % ou 4,7% de Lis) por 60 horas ou 40 dias (2,8% de Lis). Determinamos as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), conteúdo de grupamentos sulfidrilas e formação de grupamentos carbonila, nitratos e nitritos e oxidação da 2’,7’- diclorofluoresceína (DCFH), concentrações de glutationa reduzida (GSH), bem como as atividades das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase, glutationa redutase, superóxido dismutase, catalase e glicose-6-fosfato desidrogenase. Inicialmente verificamos que os grupamentos sulfidrilas estavam reduzidas em cérebro e as concentrações de GSH estavam diminuidas em fígado de animais Gcdh-/- de 15 dias, quando comparados aos animais Gcdh+/+ alimentados com uma dieta padrão. A injeção aguda de Lis, além de diminuir os níveis de GSH e os grupamentos tióis em animais Gcdh-/-, aumentou a formação de carbonilas e a oxidação de DCFH, bem como alterou as atividades das enzimas antioxidantes em cérebro e fígado, quando comparados aos animais Gcdh+/+ que também receberam Lis. Por outro lado, os parâmetros avaliados em camundongos de 30 dias de vida não diferiram no cérebro e tecidos periféricos dos animais Gcdh-/- em relação aos camundongos selvagens alimentados com uma dieta padrão. A injeção aguda de Lis em animais Gcdh- /- de 30 dias de vida provocou um aumento das concentrações cerebrais de AG e 3HG, sendo aproximadamente 40% mais altas no estriado quando comparadas com as observadas em córtex cerebral. A injeção aguda de Lis e a administração da dieta enriquecida com Lis em animais Gcdh-/- de 30 dias provocaram dano oxidativo lipídico e proteico e alteraram as defesas antioxidantes em estriado e córtex cerebral, mas não nos outros tecidos desses camundongos com relação aos animais Gcdh+/+. Além disso, animais Gcdh-/- de 60 dias de vida tratados com dieta padrão ou dieta enriquecida com Lis (2,8%) por 40 dias, a partir do 21º dia de vida, mostraram apenas um aumento nos níveis de TBA-RS em córtex cerebral e estriado, enquanto que outros parâmetros avaliados não foram significativamente alterados. Finalmente, através de coloração com hematoxilina e eosina, observou-se a presença de vacúolos no estriado de animais Gcdh-/- de 60 dias de vida após 40 dias de dieta rica em Lis (2,8%). Já em córtex cerebral se encontraram vacúolos nos animais Gcdh-/- com dieta padrão, o que não foi acentuado pela sobrecarga de Lis. Concluindo, presumimos que uma alteração da homeostase redox celular causada por sobrecarga de Lis, principalmente nos estágios iniciais do desenvolvimento, possa contribuir para a patogênese do dano cerebral particularmente estriatal na AG I. / Glutaric acidemia type I (GA I) is an organic acidemia caused by the severe deficiency of glutaryl-CoA dehydrogenase, that catalyzes the degradation of lysine (Lys), biochemically characterized by the predominant accumulation of glutaric (GA) and 3-hydroxyglutaric (3HG) acids in tissues and biological fluids of patients. Considering that the mechanisms underlying the cortical and striatal damage observed in affected individuals remain unclear, we assessed parameters of redox homeostasis in different brain regions (cerebral cortex, striatum and hippocampus) and peripheral tissues (liver and heart) of wildtype (Gcdh+/+) and knockout mice for the enzyme glutaryl-CoA dehydrogenase (Gcdh-/-, a genetic model of GA I) with 15, 30 and 60 days old. The animals were submitted to an overload of Lys through a single intraperitoneal injection (8 umol / g) or to an enriched diet with this amino acid (2.8% or 4.7 % Lys) for 60 hours or 40 days (2.8% Lys). We determined the levels of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), concentrations of sulfhydryl and carbonyl groups, nitrates and nitrites and oxidation of 2’,7’- dichlorofluorescein (DCFH), concentrations of reduced glutathione (GSH) as well as the activities of the antioxidant enzymes glutathione peroxidase, glutathione reductase, superoxide dismutase, catalase and glucose-6- phosphate dehydrogenase. We initially found that the sulfhydryl groups were reduced in the brain and GSH concentrations were decreased in the liver of 15-day-old Gcdh-/- animals, compared to Gcdh+/+ animals. Besides decreasing the concentrations of GSH and thiol groups in Gcdh-/- mice, Lys acute injection also increased carbonyl formation and DCFH oxidation, and altered the profile of antioxidant enzyme activities in brain and liver, when compared to Gcdh+/+ mice receiving Lys. The parameters measured in 30-day-old Gcdh- /- mice did not differ in brain and peripheral tissues, as compared to wild type mice treated with normal diet. However, an acute injection of Lys caused an increase of GA and 3HG concentrations in the brain, approximately 40 % higher in the striatum, when compared to the cerebral cortex levels. The Lys acute injection and the enriched Lys diet caused protein oxidative damage and altered both enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses in striatum and cerebral cortex of Gcdh-/- mice, but not in other tissues of these mice, when compared to the wild type mice. Furthermore, 60-day-old Gcdh-/- mice treated with a standard or a Lys enriched diet (2.8 %) for 40 days (from the 21th day of life) showed only an increase of TBA-RS levels in cerebral cortex and striatum, whereas the other parameters analyzed were not altered. Finally, histological brain sections of 60-day-old mice, stained with hematoxilin and eosin, showed the presence of vacuoles in striatum of Gcdh-/- animals 40 days after the diet supplemented with Lys (2.8%). In the cerebral cortex, vacuoles were observed in Gcdh-/- animals with standard diet, but this was not accentuated by Lys overload. In conclusion, it may be presumed that alterations in the cellular redox homeostasis caused by Lys overload, especially in the early stages of development, contribute to the pathogenesis of brain damage observed in GA I, particularly in striatum.

O sulfito e o tiossulfato estão acumulados em tecidos e líquidos biológicos de pacientes afetados pela deficiência da sulfito oxidase (SO), uma enzima mitocondrial que catalisa a oxidação de sulfito derivado do metabolismo de aminoácidos sulfurados. A deficiência da SO é causada pela deficiência isolada da enzima SO ou por uma deficiência na rota de biossíntese de seu cofator molibdênio. Os indivíduos afetados por esta desordem apresentam disfunção neurológica progressiva, convulsões neonatais severas, subluxação do cristalino, hipotonia axial, hipertonicidade periférica e atraso no desenvolvimento, resultando geralmente em morte prematura. Considerando que a fisiopatologia do dano neurológico encontrado em pacientes deficientes para a SO ainda não está esclarecida, o objetivo do presente trabalho foi investigar os efeitos in vitro do sulfito e do tiossulfato sobre parâmetros de metabolismo energético e homeostase redox e mitocondrial em cérebro de ratos jovens. Inicialmente, verificamos que o sulfito inibe a atividade do complexo IV da cadeia respiratória, indicando que este composto prejudica o fluxo de elétrons, enquanto que o tiossulfato não afetou a atividade de nenhum dos complexos da cadeia respiratória em sobrenadantes de córtex cerebral. Também foi verificado que o sulfito e o tiossulfato diminuem a atividade da creatina quinase total (tCK) e de suas isoformas mitocondrial e citosólica, sugerindo que estes compostos prejudicam o tamponamento e a transferência de energia celular no cérebro. Além disso, melatonina, trolox (análogo solúvel do α-tocoferol), glutationa e o inibidor da óxido nítrico sintase Nω-nitro-L-arginina metil éster atenuaram ou preveniram totalmente a inibição da tCK induzida por sulfito e tiossulfato, sugerindo o envolvimento de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio nestes efeitos. O sulfito e o tiossulfato também aumentaram a oxidação da 2’,7’-diclorofluorescina e inibiram a atividade da aconitase, enquanto que somente o sulfito aumentou a produção de peróxido de hidrogênio, reforçando o envolvimento de dano oxidativo nos efeitos provocados por estes metabólitos. Contudo, a atividade da enzima Na+,K+-ATPase sináptica não foi alterada pelo sulfito e tiossulfato. Em seguida, observamos que o sulfito dissipa o potencial de membrana mitocondrial na presença de Ca2+, de forma dose-dependente de sulfito e Ca2+ em preparações mitocondriais de cérebro de ratos. O sulfito também induziu inchamento e diminuiu a capacidade de retenção de Ca2+, os níveis de NAD(P)H na matriz e o imunoconteúdo de citocromo c em mitocôndrias quando Ca2+ estava presente no meio. Além disso, as alterações provocadas pelo sulfito foram prevenidas por rutênio vermelho, ciclosporina A e ADP, sugerindo que o sulfito induz transição da permeabilidade mitocondrial (MPT). Também foi verificado que dentre vários inibidores da MPT, incluindo antioxidantes, inibidores da fosfolipase A2 e o regente redutor ditiotreitol, apenas o agente alquilante de tióis N-etilmaleimida foi capaz de prevenir o inchamento mitocondrial causado por sulfito. O sulfito também diminuiu o conteúdo de grupamentos tiol de proteínas de membrana em preparações mitocondriais de cérebro, indicando que este composto age diretamente sobre grupamentos tiol contidos no poro de MPT. Assim, pode-se presumir que o prejuízo no metabolismo energético e na homeostase redox causados pelo sulfito e pelo tiossulfato e que a indução de MPT pelo sulfito podem estar envolvidos na disfunção neurológica observada nos portadores da deficiência da SO. / Sulfite and thiosulfate accumulate in tissues and biological fluids of patients affected by the deficiency of sulfite oxidase (SO), which is a mitochondrial enzyme that catalyzes the oxidation of sulfite derived from the metabolism of sulfur amino acids. SO deficiency is caused by the isolated deficiency of the enzyme SO itself or by a deficiency in the biosynthetic pathway of its molybdenum cofactor. Individuals affected by this disorder present progressive neurological dysfunction, severe neonatal seizures, lens subluxation, axial hypotonia, limb hypertonicity and failure to thrive, resulting often in early childhood death. Considering that the pathophysiology of the neurological damage found in SO deficient patients has not been totally established, the aim of the present work was to investigate the in vitro effect of sulfite and thiosulfate on parameters of energy metabolism, as well as redox and mitochondrial homeostasis in rat brain. First, we verified that sulfite inhibited the activity of complex IV of the respiratory chain in cerebral cortex supernatants, indicating that this compound impairs the electron transfer flow, whereas thiosulfate did not affect any of the activities of the respiratory chain complexes. It was also found that sulfite and thiosulfate markedly decreased the activity of total creatine kinase (tCK) and its mitochondrial and cytosolic isoforms, suggesting that these compounds impair brain cellular energy buffering and transfer. Moreover, melatonin, trolox (soluble analogue of α-tocopherol), glutathione and the nitric oxide synthase inhibitor Nω-nitro-L-arginine methyl ester attenuated or fully prevented the inhibition of tCK induced by sulfite and thiosulfate, suggesting the involvement of reactive oxygen and nitrogen species in these effects. Sulfite and thiosulfate also increased 2’,7’-dichlorofluorescin oxidation and inhibited the activity of aconitase, whereas only sulfite increased hydrogen peroxide production, reinforcing the involvement of oxidative damage in the effects elicited by these metabolites. In contrast, synaptic Na+,K+-ATPase activity was not altered by sulfite and thiosulfate. Next, we observed that sulfite dissipates mitochondria membrane potential in the presence of Ca2+, in a sulfite and Ca2+ dose-dependent manner. Sulfite also induced swelling and decreased Ca2+ retention capacity, matrix NAD(P)H pool and cytochrome c immunocontent in mitochondria when Ca2+ was present in the medium. Furthermore, the alterations elicited by sulfite were prevented by ruthenium red, cyclosporine A and ADP, supporting the involvement of mitochondrial permeability transition (MPT) in these effects. It was also verified that among various MPT inhibitors, including antioxidants, phospholipase A2 inhibitors and the reductant reagent dithiothreitol, only the thiol alkylating agent N-ethylmaleimide was able to prevent the sulfite-elicited mitochondrial swelling. Moreover, sulfite decreased membrane protein thiol group content in brain mitochondria, indicating that this compound acts directly on MPT pore containing thiol groups. Taken together, it may be presumed that the mitochondrial energy and redox homeostasis impairment caused by sulfite and thiosulfate and MPT induced by sulfite may be involved in the neurological dysfunction observed in patients affected by SO deficiency.

A pré-puberdade é um período crítico para maturação dos circuitos neuronais que controlam a homeostase energética e as respostas ao estresse, além de ser um período de grande desenvolvimento emocional. A exposição a fatores ambientais como o estresse e dietas ricas em gordura durante esse período, podem modificar os processos de maturação neural causando alterações comportamentais e neuroquímicas que podem repercutir em disfunções e patologias na idade adulta. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi investigar os efeitos da exposição ao estresse por isolamento social durante o período da pré-puberdade em ratos machos e fêmeas com ou sem o acesso crônico a uma dieta rica em gordura e seus efeitos a longo prazo sobre parâmetros de consumo, deposição de gordura e hormônios como leptina e adiponectina. Além disso, nosso estudo investigou se a exposição ao estresse durante o período pré-púbere com ou sem acesso a dieta rica em gordura pode levar a um comportamento do tipo depressivo e se esse comportamento estaria relacionado com parâmetros inflamatórios. Os ratos machos isolados recebendo apenas ração padrão apresentaram menor ganho de peso que seus controles, efeito revertido pelo acesso à dieta rica em gordura que aumentou o peso dos animais na semana em que foram submetidos ao estresse. Na semana do isolamento, a dieta rica em gordura diminuiu a eficiência calórica nos animais. Diferentemente do que ocorreu na idade adulta, quando o consumo da dieta rica em gordura aumentou a eficiência calórica nos animais, sendo mais pronunciada nos machos do que nas fêmeas. Além disso, foi observado que a dieta rica em gordura aumentou os níveis de leptina e os níveis de adiponectina na idade adulta. Tanto os animais estressados quanto aqueles que receberam a dieta rica em gordura exibiram comportamento do tipo depressivo, que não parece estar associado aos parâmetros inflamatórios avaliados. Esses resultados sugerem que intervenções como o estresse por isolamento durante o período pré-púbere associado ao acesso crônico a uma dieta rica em gordura podem causar modificações no metabolismo de forma sexo-específica e levar ao comportamento do tipo depressivo a longo prazo. / The pre-puberty period is critical for the maturation of neural circuits that control energy homeostasis and stress responses, besides being a period of emotional development. Exposure to environmental factors, such as stress and high-fat diet, during this period can modify the neural maturation process causing behavioral and neurochemical changes that may impact in disorders in adult age. Thus, the aim of this study was to investigate the effects of exposure to isolation stress during the prepubertal period in male and female rats with or without chronic access to high-fat diet and its long-term effects on consumption parameters, fat deposition and on hormones such as leptin and adiponectin. Furthermore, our study investigated whether exposure to stress during prepubertal period with or without access to high-fat diet would lead to depressive-like behavior and whether this behavior would be related to inflammatory parameters. Stressed male rats receiving standard chow had less body weight gain than their controls, effect reversed by access to high-fat diet that increased the body weight gain of animals during first week, when they were submitted to stress. During the isolation week, the access to high-fat diet decreased caloric efficiency in all animals. Differently, in adulthood high-fat diet consumption increased caloric efficiency in animals, being more pronounced in males than females. Moreover, it was observed that high-fat diet increased leptin levels and adiponectin levels in adulthood. Both stressed animals and those receiving high-fat diet exhibited depressive-like behavior that seems to be not associated with evaluated inflammatory parameters. These results suggest that interventions such as isolation stress during prepubertal period and chronic access to a high-fat diet can cause changes in a sex-specific manner and lead to depressive-like behavior in the long-term.

Diabetes mellitus é uma doença caracterizada por hiperglicemia crônica, resultando em desequilíbrio metabólico e estresse oxidativo e promovendo dano tecidual. Fitoquímicos bioativos, como os polifenóis presentes na uva e seus subprodutos, especialmente quando cultivada sem agrotóxicos, representam alternativa terapêutica para prevenção das alterações metabólicas e oxidativas em indivíduos diabéticos. Portanto, nosso objetivo foi avaliar o efeito de extrato aquoso de folhas de videira, da variedade Bordô (Vitis labrusca), produzida por cultivo orgânico, sobre parâmetros metabólicos e de estresse oxidativo em ratos diabéticos. Foram utilizados ratos Wistar, machos (n = 88), pesando cerca de 300 g, randomicamente divididos em grupos de não diabéticos (CTR) e diabéticos (STZ), sendo o diabete induzido pela administração única de 60 mg/kg de estreptozotocina via intraperitoneal. Os animais receberam doses diárias de salina (grupos: CTR0 e STZ0) ou extrato aquoso da folha da videira orgânica, nas concentrações de 50 mg/kg (grupos: CTR50 e STZ50), 100 mg/kg (grupos: CTR100 e STZ100) ou 200 mg/kg (grupos: CTR200 e STZ200) administrados via gavagem, por 30 dias. No 30o dia, após 30 minutos da última administração, os animais foram decapitados e o sangue troncular coletado para a determinação da glicemia de jejum, triglicerídeos, colesterol total e frações, bem como ureia, creatinina e transaminases (AST e ALT). A resposta metabólica pelo uso do extrato foi avaliada pelo teste oral de tolerância à glicose (28o dia) e variações no consumo alimentar, hídrico e ganho de peso. Os tecidos cardíaco, renal e hepático foram dissecados e homogeneizados para avaliação da lipoperoxidação (TBARS) e da oxidação proteica (quantificação carbonilas), bem como para determinação das concentrações de antioxidantes não enzimáticos (sulfidrilas totais) e da atividade de antioxidantes enzimáticos como superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT). Nossos resultados mostraram que o diabete aumentou a ingestão hídrica e alimentar, bem como reduziu os depósitos de gordura corporal e o peso corporal. Adicionalmente, o diabete aumentou parâmetros séricos como, glicose, triglicerídeos, HDL-C, ureia, AST e ALT. A administração do extrato, na dose de 200 mg/kg, preveniu a perda de gordura epididimal e a redução de peso corporal nos animais diabéticos. Na dose de 50 mg/kg, o extrato reduziu a concentração sérica de LDL-C, ureia e cretinina nos ratos diabéticos. As doses de 50 e 100 mg/kg do extrato preveniram o aumento na atividade da AST. Em relação aos parâmetros oxidativos, o diabete promoveu lipoperoxidação, evidenciado pelo aumento de TBARS no fígado e no coração. A administração do extrato de folha de videira, nas três diferentes doses, reduziu a concentração de TBARS no fígado dos ratos diabéticos. Ainda, o diabete aumentou a concentração de carbonilas, e reduziu os níveis de sulfidrilas totais em todos os tecidos avaliados. Para a oxidação de proteínas, observamos que a administração do extrato, em todas as doses testadas, reduziu a concentração de carbonilas no coração e rins dos ratos diabéticos. No fígado, essa redução ocorreu apenas para as doses de 100 e 200 mg/kg. Houve aumento das defesas antioxidantes não enzimáticas (sulfidrilas totais) no fígado dos ratos diabéticos após administração de qualquer dose de extrato. No entanto, esse aumento foi observado no coração apenas nas doses de 100 e 200 mg/kg e no rim apenas na dose de 50 mg/kg. O diabete aumentou a CAT no fígado e no coração e a SOD no rim de ratos, enquanto que o extrato reduziu a atividade da CAT no fígado na dose de 50 mg/kg e no coração, na dose de 100 mg/kg. No entanto, o extrato reduziu a atividade da SOD no rim de ratos diabéticos apenas na dose de 50 mg/kg. Com base nos nossos resultados podemos concluir que a administração do extrato aquoso de folha de videira orgânica possui potencial terapêutico nos animais diabéticos, evidenciado pela proteção contra perda de peso e do depósito de tecido adiposo, bem como efeito hipocolesterolêmico, hepatoprotetor, cardioprotetor, nefroprotetor e antioxidante. / Diabetes mellitus is a disease characterized by chronic hyperglycemia, resulting in metabolic imbalance, and oxidative stress, promoting tissue damage. Bioactive phytochemicals, such as polyphenols, present in grapes and their sub-products, especially when they are cultivated without pesticides, represent a therapeutic alternative for preventing metabolic and oxidative damage in diabetic individuals. Therefore, our objective was to evaluate the effect of aqueous extract of vine leaves, from the Bordô varietal (Vitis labrusca), produced by organic culture method, on metabolic parameters and oxidative stress in diabetic rats. Male Wistar rats (n=88), weighting around 300 g, were randomized in non-diabetic (CTR) and diabetic (STZ) groups, with diabetes induced by streptozotocin, 60 mg/kg, via intraperitoneal. The rats were given daily doses of saline (CTR0 and STZ0 groups) or organic vine leaves aqueous extract at concentrations of 50 mg/kg (CTR50 and STZ50 groups), 100 mg/kg (STZ100 and CTR100 groups), or 200 mg/kg (STZ200 and CTR200 groups), by oral gavage, for 30 days. On the 30th. day, 30 min from the last administration, rats were decapitated and trunk blood was collected to determine fasting glycemia, triglycerides, total and fractions cholesterol, as well as urea, creatinine, and transaminases (AST and ALT). The effect of the organic vine leaves aqueous extract on metabolic response in rats was evaluated by oral glucose tolerance test (28th. day) and intake of food, water and weight gain. Heart, liver and kidney were dissected and homogenized to evaluate the lipid peroxidation (TBARS) and protein oxidation (carbonyl quantification), as well as the concentration of non-enzymatic antioxidants (free sulfhydryl) and the concentration of enzymatic antioxidants, such as superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) enzymes activity. Our results showed that diabetes increased water and food intake, and reduced body fat deposits, and body weight in rats. Additionally, diabetes increased serum glycemia, triglycerides, HDL-C, urea, and transaminases. The administration of the extract at dose of 200 mg/kg, prevented the loss of epididymal fat and body weight reduction in diabetic animals. At a dose of 50 mg/kg, the extract reduced the serum concentration of LDL-C, urea, and creatinine in diabetic animals. The doses of 50 and 100 mg/kg of the extract prevented the increase in the AST activity in diabetic rats. As to oxidative parameters, diabetes promoted lipid peroxidation, as evidenced by the increase in TBARS in liver and heart. The administration of the extract of vine leaf, in three different doses, reduced the concentration of TBARS in the liver of diabetic rats. Also, diabetes increased the concentration of carbonyl but reduced levels of free sulfhydryl in all the tissues analyzed. For the oxidation of proteins, it was observed that the administration of the extract at all doses tested reduced the concentration of carbonyls in the heart and kidney of diabetic rats. In the liver, this reduction was observed only for doses of 100 and 200 mg/kg. There was increase non-enzymatic antioxidant defenses (sulfhydryl) in the liver of diabetic rats after administration of any doses of extract. However, this increase was observed in the heart only at doses of 100 and 200 mg/kg and in the kidney, only at doses of 50 mg/kg. Diabetes increased the CAT in the liver and in the heart and it increased the SOD in the kidney of rats. The extract reduced CAT activity in the liver at a dose of 50 mg/kg and in the heart, at a dose of 100 mg/kg. However, the extract reduced SOD activity in the kidney of diabetic rats only at a dose of 50 mg/kg. Based on our results we concluded that the administration of aqueous leaves extract of organic vine presents therapeutic potential in diabetic individuals, as evidenced by protection against weight loss and deposit of adipose tissue, as well as hypocholesterolemic, hepatoprotective, cardioprotective, nephroprotective and antioxidant effects.

A doença de Fabry (DF) é uma doença lisossômica com herança ligada ao cromossomo X, causada pela deficiência na enzima alfa-galactosidase A (GLA), gerando acúmulo progressivo de globotriaosilceramida no interior dos lisossomos. O diagnóstico bioquímico de DF é baseado na medida da atividade enzimática da GLA e pode ser difícil em alguns casos, devido à diversidade de fenótipos encontrados e à diferença existente entre indivíduos masculinos (hemizigotos) e femininos (heterozigotos). Tendo em vista a necessidade de aprimoramento das técnicas utilizadas para este diagnóstico, o objetivo deste estudo foi estabelecer e comparar as propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA em amostras de sangue impregnado em papel filtro (SPF), plasma e leucócitos de pacientes com DF e indivíduos saudáveis, bem como avaliar o uso de Nacetilgalactosamina (GalNAc) como inibidor da alfa-galactosidase B em ensaios realizados para os mesmos fins. A atividade da GLA foi caracterizada e comparada em termos de: pH ótimo, Km, Vmáx e termoestabilidade. Foram realizados ensaios para medida da atividade da GLA utilizando diferentes concentrações de GalNAc em amostras de SPF, plasma e leucócitos de controles e pacientes com DF. Foi observada diferença entre a Vmáx da GLA de pacientes com DF e controles saudáveis utilizando amostras de SPF, plasma e leucócitos. Em leucócitos, a préincubação a 50 °C por 1 hora foi efetiva para diferenciar pacientes com DF de controles. Foi observada diferença entre a atividade da alfa-galactosidase na ausência e presença de GalNAc, em todas as concentrações testadas do inibidor, utilizando amostras de SPF de mulheres com DF e amostras de plasma de homens com DF. Em plasma, atividade residual de mulheres e homens saudáveis diferiu em ensaios utilizando 50 mM de GalNAc, e a atividade residual de homens com DF foi menor que a atividade de homens saudáveis, para todas as concentrações testadas do inibidor. Em leucócitos, não foi observada diferença na atividade em diferentes concentrações de GalNAc, nem entre os grupos estudados. Os resultados da comparação das propriedades bioquímicas e cinéticas da GLA podem ser usados como ferramenta auxiliar para o diagnóstico da DF, especialmente em casos de pacientes cuja atividade da GLA se encontra dentro dos limites considerados normais. A utilização de GalNAc pode diminuir os resultados falsonegativos, principalmente quando utilizado amostras de SPF e plasma. Em leucócitos, o uso do inibidor parece não ser necessário. / Fabry disease (FD) is a lysosomal disorder with X-linked inheritance, caused by a deficiency in the enzyme alpha-galactosidase A (GLA), resulting in progressive accumulation of globotriaosylceramide within lysosomes. The biochemical diagnosis of FD is based on the measurement of GLA enzymatic activity and can be difficult in some cases due to the diversity of phenotypes and the difference between male (hemizygous) and female (heterozygous) subjects. Given the need for improvements in the diagnosis techniques, the aim of this study was to establish and compare the GLA biochemical and kinetic properties using dried blood spots (DBS), plasma and leukocytes samples of FD patients and healthy individuals, as well as evaluating the use of N-acetylgalactosamine (GalNAc) as an inhibitor of alpha-galactosidase B in assays for the same purposes. The GLA activity was characterized and compared in terms of pH optimum, Km, Vmax and thermostability. Assays for measuring GLA activity using different concentrations of GalNAc in DBS, plasma and leukocytes samples of FD patients and controls were performed. A difference was observed between the Vmax of FD patients and controls using DBS, plasma and leukocyte samples. In leukocytes, pre-incubation at 50 °C for 60 min was effective to differentiate FD patients from healthy controls. It was observed a difference between alphagalactosidase activity in the absence and presence of GalNAc at all concentrations of inhibitor tested, using DBS samples of women with FD and plasma samples of men with DF. In plasma, the residual activity of male and female healthy subjects differed in assays using 50 mM GalNAc, and the residual activity of men with FD was lower than the activity of healthy men, for all concentrations of the inhibitor. In leukocytes, no difference in GLA activity was observed neither at different concentrations of GalNAc nor between groups. The results comparing the biochemical and kinetic properties of GLA can be used as an auxiliary method to the FD diagnosis, especially in cases of patients whose GLA activity is within normal range. The use of GalNAc can decrease the false-negative results, especially when DBS and plasma samples are used. In leukocytes, the use of the inhibitor seems not to be necessary.