Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lead is a heavy metal that accumulates primarily in kidney, where exerts its nephrotoxic effects. Several studies suggest that the oxidative stress is an important molecular mechanism for the toxic effects of lead in kidney and in other organs. Cytosolic thioredoxin reductase (TrxR1) is a selenoflavoprotein involved in many processes modulating intracellular reactive oxygen species levels. The aims of this study were to evaluate the effects of acute and chronic exposure to lead acetate on renal TrxR1 activity and on other oxidative stress parameters (d-aminolevulinic acid dehydratase activity, glutathione Stransferase, non-protein thiol groups, lipid peroxidation, and antioxidant enzymes in kidneys), as well as on plasmatic indicators of renal function (creatinine, uric acid and phosphate) in rats. In acute exposure, rats received a single intraperitoneal injection of 25 or 50 mg/kg lead acetate and were killed 6, 24 or 48 h later. In chronic exposure, rats received a daily intraperitoneal injection of lead acetate (5 or 25 mg/kg) during 30 days and were killed at 31st day. In our study, acute exposure to 25 mg/kg lead acetate increased superoxide dismutase (SOD) and TrxR-1 activity (after 6, 24, and 48 h), while exposure to 50 mg/kg lead acetate increased catalase (CAT) activity (after 48h) and inhibited d-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity (after 6, 24, and 48 hs) in kidneys (P < 0.05). Chronic exposure to 5 mg/kg lead acetate inhibited δ-ALA-D and increased glutathione S-transferase (GST), non protein sulfhydryl groups (NPSH), CAT, TrxR-1, and uric acid plasma levels, while exposure to 25 mg/kg lead acetate reduced body weight and δ -ALA-D, but increased GST, NPSH, and uric acid plasma levels (P < 0.05). No changes were observed in thiobarbituric acid reactive substances, glutathione peroxidase, creatinine or inorganic phosphate levels after either acute or chronic exposure. In conclusion, lead exposure caused a marked increase in the TrxR1 activity in the kidney of rats and this change may be an early indicator of acute exposure to low lead doses. However, further studies are needed to clarify the biological meaning of this induction as well as the mechanism involved in such effect. / O chumbo é um metal pesado que acumula-se preferencialmente nos rins, onde exerce seus efeitos nefrotóxicos. Muitos estudos sugerem que o estresse oxidativo seja um importante mecanismo molecular para os efeitos tóxicos do chumbo no rim e em outros órgãos. A tioredoxina redutase citosólica (TrxR1) é uma selenoflavoproteína envolvida em muitos processos reguladores dos níveis intracelulares de espécies reativas de oxigênio. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos da exposição aguda e crônica ao acetato de chumbo sobre a atividade da TrxR1 renal e sobre outros parâmetros de estresse oxidativo (atividade da δ-aminolevulinato desidratase, glutationa S-transferase, grupos tiólicos nãoprotéicos, peroxidação lipídica e enzimas antioxidantes nos rins), bem como sobre os indicadores plasmáticos da função renal (creatinina, ácido úrico e fosfato) em ratos. Na exposição aguda, os ratos receberam uma única injeção intraperitoneal de 25 ou 50 mg/kg de acetato de chumbo e foram mortos 6, 24 ou 48 horas mais tarde. Na exposição crônica, os ratos receberam uma injeção intraperitoneal diária de acetato de chumbo (5 ou 25 mg/kg) durante 30 dias e foram mortos no 31° dia. Em nosso estudo, a exposição aguda a 25 mg/kg de acetato de chumbo aumentou a atividade da superóxido dismutase (SOD) e da TrxR1 (após 6, 24 e 48 h), enquanto que a exposição a 50 mg/kg de acetato de chumbo aumentou a atividade da catalase (CAT) (após 48 h) e inibiu a atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) (após 6, 24, 48 h) nos rins (p<0,05). A exposição crônica a 5 mg/kg de acetato de chumbo inibiu a δ-ALA-D e aumentou a glutationa S-transferase (GST), níveis de grupos tiólicos não-protéicos (SHNP), CAT, TrxR1 e níveis plasmáticos de ácido úrico (p<0,05), enquanto que a exposição a 25 mg/kg de acetato de chumbo reduziu o peso corporal e a δ-ALA-D, mas aumentou a GST, SHNP e os níveis plasmáticos de ácido de ácido úrico (p<0,05). Não houve alterações nos níveis de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), na atividade da glutationa peroxidase (GPx) e nos níveis plasmáticos de creatinina e fosfato inorgânico tanto após a exposição aguda como após a exposição crônica. Conclui-se que a exposição ao chumbo causou um aumento significativo na atividade da TrxR1 renal de ratos e esta alteração pode ser um indicador primário da exposição aguda a baixas doses de chumbo. Entretanto, será necessária a realização de mais estudos para elucidar o significado biológico desta indução, bem como o mecanismo envolvido em tal efeito.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mercury is a heavy metal toxic for any living tissue, being kidneys the first target for the inorganic form. Oxidative stress has been pointed as an important molecular mechanism for kidney injury in inorganic mercury poisoning and the interaction of the metal with endogenous thiol-containing molecules, such as δ-aminolevulinate desidratase (δ-ALA-D), seems to contribute to this process. Lycopene and astaxanthin are plentiful carotenoids in tomatoes and algaes and seafoods, respectively. They have been widely studied because of their large antioxidant properties. This work evaluated the ability of lycopene and astaxanthin to prevent HgCl2 toxicity, assessing parameters like δ-ALA-D and glutathione S-transferase (GST) activities, non-protein sulfhydrylic groups content (NPSH), production of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and activities of antioxidant enzymes like superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), and catalase (CAT), besides creatinine and uric acid plasma levels and histopathological analyses. Adult Wistar rats received lycopene or astaxanthin, by gavage, on doses of 0, 10, 25, or 50 mg/kg, six hours prior to the administration of 0 or 5 mg/kg HgCl2, yielding 8 experimental groups. After twelve hours of exposure to HgCl2 animals were killed. HgCl2 inhibited renal δ-ALA-D activity and increased TBARS levels in kidney and creatinine levels in plasma along with renal tubular necrosis. Lycopene prevented HgCl2-induced inhibition of δ-ALA-D activity and increase of lipid peroxidation in kidney, but not the increase in plasma creatinine levels or renal tubular necrosis caused by HgCl2. Although astaxanthin have not prevented HgCl2-induced inhibition of δ-ALA-D and increase in plasma creatinine levels, this carotenoid prevented lipid peroxidation and attenuated renal tubular necrosis caused by HgCl2. GPx and CAT activities were enhanced, while SOD activity was depressed, in mercury-treated rats when compared to control and these effects were prevented by some lycopene doses and by all astaxanthin doses evaluated. Some doses of lycopene negativelly affected antioxidant enzymes activities per se and the mechanism involved in this response has not been elucidated yet. Neither HgCl2 nor carotenoids treatment changed the content of NPSH groups or GST activity in kidney or uric acid levels in plasma. Our results indicate that although lycopene and astaxanthin did not prevent HgCl2-induced creatinine increase in plasma, changes in the activity of antioxidant enzymes might be limited by the use of these car / O mercúrio é um metal pesado com toxicidade comprovada, capaz de causar danos em qualquer tecido com o qual tenha contato, sendo o rim o principal alvo para sua forma inorgânica. O estresse oxidativo tem sido apontado como um importante mecanismo molecular para a injúria renal induzida por mercúrio inorgânico e a interação desse metal com moléculas contendo grupos sulfidrílicos, tais como a enzima δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D), parece contribuir para esse processo. Licopeno e astaxantina são carotenóides abundantes em tomates e em algas e frutos do mar, respectivamente. Ambos têm sido amplamente estudados por suas propriedades antioxidantes. No presente estudo foi avaliado o efeito do licopeno e da astaxantina sobre a toxicidade do HgCl2 em rins de ratos, utilizando-se como parâmetros a atividade das enzimas δ-ALA-D e glutationa Stransferase (GST), quantidade de grupos sulfidrílicos não protéicos (NPSH), produção de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT), além dos níveis plasmáticos de creatinina e ácido úrico e análise histopatológica. Ratos Wistar adultos receberam, por gavage, licopeno ou astaxantina nas doses de 0, 10, 25 ou 50 mg/kg, seis horas antes de receberem uma injeção subcutânea de HgCl2 (0 ou 5 mg/kg), resultando assim, em 8 grupos experimentais. Após doze horas da exposição ao HgCl2, os animais foram sacrificados. O HgCl2 inibiu a δ-ALA-D renal, aumentou a produção de TBARS e níveis plasmáticos de creatinina, além de causar necrose tubular. O licopeno preveniu a inibição da δ-ALA-D e a peroxidação lipídica, mas não preveniu o aumento de creatinina no plasma nem a ocorrência de necrose tubular induzidos pelo HgCl2. Embora a astaxantina não tenha prevenido a inibição da δ-ALA-D e o aumento nos níveis plasmáticos de creatinina, este carotenóide preveniu a ocorrência da peroxidação lipídica e atenuou a necrose tubular causada pelo HgCl2. As atividades das enzimas GSH-Px e CAT aumentaram, enquanto a atividade da SOD diminuiu nos animais tratados com HgCl2 e esses efeitos foram prevenidos por algumas doses de licopeno e por todas as doses de astaxantina avaliadas. Algumas doses de licopeno tiveram efeito negativo sobre as enzimas antioxidantes per se e o mecanismo envolvido nessa resposta ainda não foi elucidado. O tratamento com HgCl2 ou carotenóides não alterou o conteúdo de NPSH ou a atividade da GST no tecido renal, nem os níveis plasmáticos de ácido úrico. Os resultados indicam que embora licopeno e astaxantina não tenham prevenido o aumento nos níveis plasmáticos de creatinina induzido por HgCl2, as alterações nas enzimas antioxidantes podem ser limitadas pelo uso destes carotenóides.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diabetes mellitus (DM) is a disorder of the metabolism of carbohydrates, lipids and proteins characterized by hyperglycemia, which in type 2 diabetes (T2DM) involves the production deficiency and / or insulin action. Diabetic subjects exhibit high levels of oxidative stress due to chronic and persistent hyperglycemia, which impairs the activity of the antioxidant defense system and promotes the generation of free radicals. This level of oxidative stress can cause renal, neurological, ocular and cardiovascular complications, such as systemic arterial hypertension (HAS). The enzyme δ-aminolevulinate dehydratase (δ-ALA-D) is a sulfhydryl enzyme, which participates in the synthesis of pyrrole compounds and has been linked to several diseases, including DM. The aim of this study was to evaluate the oxidative status of patients with DM2 and its relationship with the activity of the enzyme δ-ALA-D, lipid profile, body fat distribution besides the role of hypertension in the parameters analyzed. The results showed a decreased activity of the enzyme δ-ALA-D as well as an increase in its reactivation index in patients (n = 63) compared to controls (n = 63). It was also observed, in the T2DM group, an increased level of thiobarbituric acid reactive species (TBARS) and a smaller amount of antioxidants as vitamin C plasma protein thiol groups (P-SH) in plasma and nonprotein (NP-SH) in erythrocytes, as well as a reduction in activity of the enzyme catalase in erythrocytes. Patients who had DM2 plus hypertension (n = 30) showed a more pronounced decrease in the activity of δ-ALA-D than patients with type 2 diabetes only (n = 23) compared to healthy subjects (n = 30), along with an increased rate of reactivation. Also, patients DM2/HAS showed a greater depletion of NP-SH. Correlations among activity of δ-ALA-D and its reactivation index with oxidative stress markers, such as NP-SH and carbonyl groups, as well as lipid profile of patients were also observed. Further, correlations were found between the level of TBARS and triglycerides, as well as between vitamin C, plasma glucose and HbA1c as well as P-SH and body mass index. Therefore, patients with DM2 have changes in lipid profile and body fat distribution, and a situation of oxidative stress that can lead to changes in key molecules as the enzyme δ-ALA-D. This enzyme was effective in reflecting the level of oxidative stress of patients can be considered an interesting biomarker for assessment of damage in chronic metabolic processes such as DM. Furthermore, hypertension appears to be a synergistic factor to the metabolic condition of patients with type 2 diabetes, contributing to the development of its complications. / O Diabetes mellitus (DM) é uma desordem do metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas caracterizado pela hiperglicemia, que no tipo 2 da doença (DM2) envolve a deficiência da produção e/ou ação da insulina. Indivíduos diabéticos exibem alto nível de estresse oxidativo devido à hiperglicemia crônica e persistente, que prejudica a atividade do sistema de defesa antioxidante e promove a geração de radicais livres. Esse nível de estresse oxidativo pode acarretar complicações renais, neurológicas, oculares e cardiovasculares, como a hipertensão arterial sistêmica (HAS). A enzima δ-Aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) é uma enzima sulfidrílica, que participa da síntese de compostos pirrólicos e vem sendo relacionada a diversas patologias, inclusive o DM. O objetivo deste estudo foi avaliar o status oxidativo de pacientes portadores de DM2 e sua relação com a atividade da enzima δ-ALA-D, perfil lipídico, distribuição de gordura corporal assim como o papel da HAS nos parâmetros analisados. Os resultados demonstraram uma diminuição da atividade da enzima δ-ALA-D assim como um aumento de seu índice de reativação nos pacientes (n=63) em relação aos controles (n=63). Observou-se também, no grupo DM2, um aumentado índice de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e uma menor quantidade de antioxidantes como vitamina C plasmática, grupamentos tióis protéicos (PSH) em plasma e não protéicos (NP-SH) em eritrócitos, assim como uma redução na atividade da enzima catalase em eritrócitos. Os pacientes que além de DM2 apresentavam HAS (n=30) demonstraram uma diminuição mais pronunciada na atividade da δ-ALA-D do que os pacientes somente com DM2 (n=23) em relação a indivíduos saudáveis (n=30), juntamente com um aumentado índice de reativação. Também, os pacientes DM2/HAS apresentaram uma maior depleção de NP-SH. Correlações entre atividade da δ-ALA-D e seu índice de reativação com marcadores de estresse oxidativo, como NP-SH e grupamentos carbonílicos, bem como com o perfil lipídico dos pacientes também foram observadas. Ainda foram encontradas correlações entre o nível de TBARS e triglicerídeos, bem como entre vitamina C, glicose plasmática e HbA1c além de P-SH e índice de massa corporal. Portanto, os pacientes com DM2 apresentam alterações no perfil lipídico e na distribuição de gordura corporal, além de uma situação de estresse oxidativo que pode levar a alterações de moléculas importantes como a enzima δ-ALA-D. Tal enzima se mostrou efetiva em refletir o nível de estresse oxidativo dos pacientes podendo ser considerada um interessante biomarcador para avaliação de danos em processos metabólicos crônicos como o DM. Ainda a HAS parece ser um fator sinérgico à condição metabólica do paciente com DM2 podendo contribuir para o desenvolvimento de suas complicações.