Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2003. / Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xiii, 127 p.; also includes graphics Includes bibliographical references (p. 91-105). Available online via OhioLINK's ETD Center

As porfirias, síndromes associadas a deficiências de atividade enzimática da biossíntese do grupo heme, presente em quase todas células do organismo, com maior atividade no fígado e medula óssea, agrupam-se em formas hereditárias ou primárias e secundárias ou químicas. No caso das primárias ocorre déficit da expressão de enzimas ou inibição da atividade de outras. A variação dos metabólitos acumulados é o que tange o polimorfismo clínico. Dentre as secundárias, destacam-se o saturnismo (intoxicação por chumbo) e a tirosinemia subaguda ou crônica (onde o acúmulo de succinilacetona, intermediário da degradação de tirosina, inibe a ALA desidratase, enzima biossintética do grupo heme). Nestas últimas e na porfiria aguda intermitente (PAI), de herança autossômica dominante do cromossomo 11q, além de outros intermediários menores, ocorre o acúmulo do ácido 5-aminolevulínico (ALA) no sangue e outros tecidos. O ALA é uma α-aminocetona passível de rápida enolização em pH fisiológico. Foi demonstrado que o enol formado sofre oxidação subsequente catalisada por complexos de ferro em pH fisiológico com formação de espécies reativas de oxigênio e ALA enoil radical. Este comportamento causa dano oxidativo em mitocôndria, lipossomos, DNA e proteínas. A formação do ânion superóxido (O2•-) no meio promove liberação de ferro do retículo endoplasmático e de ferritina e in vivo aumenta significantemente a concentração de ferro não-hemínico em fígado de rato. Vários estudos se seguiram para demonstrar que ALA acumulado nos distúrbios porfirínicos sofreria oxidação a partir do enol, tendo como produto final o ácido 4,5-dioxovalérico (DOVA), e este comportamento seria o responsável pelas alterações neurobioquímicas encontradas: aumento da captação de cálcio em sinaptosomas, elevação de ferro total cortical e estriatal seguido por elevação secundária de ferritina, aumento da atividade CuZnSOD (cobre-zinco superóxido dismutase), bem como proteínas oxidadas e produtos de lipoperóxidos nos homogenatos totais de córtex de rato. In vitro, estes efeitos foram todos inibidos por agentes antioxidantes, químicos ou enzimáticos. As evidências neuroquímicas clássicas para as manifestações neuropsiquiátricas supostamente promovidas pelo ALA apoiavam-se na similaridade estrutural ALA/GABA, proposta por Brennan e Cantrill em 1979. Nosso estudo modelo, utilizando membranas sinápticas, evidenciou através de ensaios de radioligação com 3H-muscimol na presença de 10 mM de ALA ou após tratamento crônico com 40 mg/kg em ratos, alteração do Kd (constante de dissociação do complexo receptor-ligante), mas sem mudança no \"pool\" total de receptores. Outro aspecto não esclarecido era se o DOVA afetaria o sistema GABAérgico, não pelo mecanismo oxidativo, mas através de um antagonismo farmacológico (similaridade estrutural com o GABA) ou através de sua reatividade ao formar adutos cíclicos com proteínas similar ao que acontece nos AGEs (\"Advanced Glication End Products\"). Nesta dissertação estudamos o mecanismo de captação de cálcio por sinaptosomas influenciada por ALA e DOVA. São discutidos os resultados dos ensaios de radioligação com 3H-muscimol na verificação do efeito de DOVA nos sítios GABAérgicos também em sinaptosomas corticais de ratos. Os estudos usando cultura de células transformadas de linhagem neuronal WERI (derivadas de retinoblastoma humano com mutação no gene rb) foram conduzidos para avaliar a citotoxicidade ao ALA e DOVA, bem como extender a análise da via GABAérgica, envolvida na fisiopatologia dos efeitos citados. Nossos resultados demonstram o efeito de ALA, metabolito intermediário acumulado nas porfirias, em particular na PAI e saturnismo, como espécie pro-oxidante nociva ao sistema sinaptosomal. Seu efeito é mediado pela quebra na homeostade do cálcio desencadeando colapso energético mitocondrial, cujo efeito tem reversão parcial com o uso de antioxidantes e bloqueadores de canal de cálcio. Já o DOVA tem demonstrado seu efeito principalmente comprometendo a vitalidade celular não relacionada à homeostase do cálcio, mas com envolvimento do sistema GABAérgico de receptores ligados ao canal de cloreto. Tal efeito parece estar relacionado com a alteração do \"pool\" total de receptores celulares e sua citolocalização. / Abstract not available.

Thesis (M.S.)--University of Michigan, 2001. / Includes bibliographical references.

As porfirias, síndromes associadas a deficiências de atividade enzimática da biossíntese do grupo heme, presente em quase todas células do organismo, com maior atividade no fígado e medula óssea, agrupam-se em formas hereditárias ou primárias e secundárias ou químicas. No caso das primárias ocorre déficit da expressão de enzimas ou inibição da atividade de outras. A variação dos metabólitos acumulados é o que tange o polimorfismo clínico. Dentre as secundárias, destacam-se o saturnismo (intoxicação por chumbo) e a tirosinemia subaguda ou crônica (onde o acúmulo de succinilacetona, intermediário da degradação de tirosina, inibe a ALA desidratase, enzima biossintética do grupo heme). Nestas últimas e na porfiria aguda intermitente (PAI), de herança autossômica dominante do cromossomo 11q, além de outros intermediários menores, ocorre o acúmulo do ácido 5-aminolevulínico (ALA) no sangue e outros tecidos. O ALA é uma α-aminocetona passível de rápida enolização em pH fisiológico. Foi demonstrado que o enol formado sofre oxidação subsequente catalisada por complexos de ferro em pH fisiológico com formação de espécies reativas de oxigênio e ALA enoil radical. Este comportamento causa dano oxidativo em mitocôndria, lipossomos, DNA e proteínas. A formação do ânion superóxido (O2•-) no meio promove liberação de ferro do retículo endoplasmático e de ferritina e in vivo aumenta significantemente a concentração de ferro não-hemínico em fígado de rato. Vários estudos se seguiram para demonstrar que ALA acumulado nos distúrbios porfirínicos sofreria oxidação a partir do enol, tendo como produto final o ácido 4,5-dioxovalérico (DOVA), e este comportamento seria o responsável pelas alterações neurobioquímicas encontradas: aumento da captação de cálcio em sinaptosomas, elevação de ferro total cortical e estriatal seguido por elevação secundária de ferritina, aumento da atividade CuZnSOD (cobre-zinco superóxido dismutase), bem como proteínas oxidadas e produtos de lipoperóxidos nos homogenatos totais de córtex de rato. In vitro, estes efeitos foram todos inibidos por agentes antioxidantes, químicos ou enzimáticos. As evidências neuroquímicas clássicas para as manifestações neuropsiquiátricas supostamente promovidas pelo ALA apoiavam-se na similaridade estrutural ALA/GABA, proposta por Brennan e Cantrill em 1979. Nosso estudo modelo, utilizando membranas sinápticas, evidenciou através de ensaios de radioligação com 3H-muscimol na presença de 10 mM de ALA ou após tratamento crônico com 40 mg/kg em ratos, alteração do Kd (constante de dissociação do complexo receptor-ligante), mas sem mudança no \"pool\" total de receptores. Outro aspecto não esclarecido era se o DOVA afetaria o sistema GABAérgico, não pelo mecanismo oxidativo, mas através de um antagonismo farmacológico (similaridade estrutural com o GABA) ou através de sua reatividade ao formar adutos cíclicos com proteínas similar ao que acontece nos AGEs (\"Advanced Glication End Products\"). Nesta dissertação estudamos o mecanismo de captação de cálcio por sinaptosomas influenciada por ALA e DOVA. São discutidos os resultados dos ensaios de radioligação com 3H-muscimol na verificação do efeito de DOVA nos sítios GABAérgicos também em sinaptosomas corticais de ratos. Os estudos usando cultura de células transformadas de linhagem neuronal WERI (derivadas de retinoblastoma humano com mutação no gene rb) foram conduzidos para avaliar a citotoxicidade ao ALA e DOVA, bem como extender a análise da via GABAérgica, envolvida na fisiopatologia dos efeitos citados. Nossos resultados demonstram o efeito de ALA, metabolito intermediário acumulado nas porfirias, em particular na PAI e saturnismo, como espécie pro-oxidante nociva ao sistema sinaptosomal. Seu efeito é mediado pela quebra na homeostade do cálcio desencadeando colapso energético mitocondrial, cujo efeito tem reversão parcial com o uso de antioxidantes e bloqueadores de canal de cálcio. Já o DOVA tem demonstrado seu efeito principalmente comprometendo a vitalidade celular não relacionada à homeostase do cálcio, mas com envolvimento do sistema GABAérgico de receptores ligados ao canal de cloreto. Tal efeito parece estar relacionado com a alteração do \"pool\" total de receptores celulares e sua citolocalização. / Abstract not available.