Orientador: Maria Alice da Cruz Hofling / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-07T07:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dourado_DorotyMesquita_D.pdf: 6138629 bytes, checksum: 583afdc02d280fcf5b42546f6eeb5981 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O estudo de substâncias naturais visa não só a caracterização dos seus princípios ativos e efeitos biológicos, mas também a compreensão de fenômenos patofisiológicos que muitas vezes são reproduzidos experimentalmente por essas substâncias. Dentre estas, nos países de clima tropical, os venenos ofídicos merecem importância particular pela riqueza de constituintes farmacologicamente ativos e pela freqüência dos acidentes causados por picada de serpentes venenosas, particularmente abundantes em países tropicais. No Brasil, esses acidentes adquirem relevância em termos de saúde pública porque podem causar graves alterações sistêmicas e no local da picada, sendo o gênero Bothrops responsável por 90% deles. Neste trabalho, as alterações patológicas locais e sistêmicas (mionecrose, edema e hemorragia) induzidas pela injeção intramuscular (i.m.) do veneno de Bothrops moojeni (40 µg/mL, 0,1 ml/100 g do peso do animal) em camundogos foram estudadas histologicamente, através da contagem de capilares e pela imunomarcação do fator de crescimento endotelial de vasos (VEGF) no músculo gastrocnêmio e pelas alterações nos níveis séricos das enzimas creatino kinase (CK), fosfatase ácida (AcPase), fosfatase alcalina (AlkPase), desidrogenase lática (LDH), transaminase oxalo-acética (AST) e da proteína mioglobina ao longo de 3, 12, 24 horas, 3, 7 e 21 dias (n = 5/período) após o envenenamento. Os efeitos de protocolos de irradiação por lasers de baixa potência, HeNe (632,8 nm) e o diodo AsGa (904 nm), ambos com densidade de energia de 4 J/cm², sobre esses parâmetros foram avaliados. A primeira sessão de irradiação foi administrada logo após a injeção i.m. do veneno e depois a cada 24 h, de forma que o número de irradiações feito foi uma, uma, duas, 4, 8 e 22, respectivamente, incididas perpendicularmente no local da injeção por 120 s (HeNe) e 18,3 s (GaAs) de duração de cada sessão. Para as dosagens de LDH, AST e mioglobina o tempo zero, sem irradiação foi acrescentado. Os resultados foram comparados com animais controles, injetados com solução salina estéril (0,9%). Morfologicamente, o veneno produziu imediata série de alterações, a qualidade das quais mostrou-se semelhante das 3 às 24 h (pós-injeção) p.i., porém com aumento do número de células mionecróticas e de infiltrado inflamatório. A fase regenerativa iniciada 3 d p.i., mostrou crescente número de fibras em regeneração, decrescente número de fibras degeneradas e substituição de polimorfos nuclerares por população de macrófagos. Histologicamente, a irradiação pelo HeNe atenuou as alterações iniciais (3 h), porém a do AsGa foi mais efetiva em longo prazo (21 d), induzindo ao maior número de miotubos e à melhor citoarquitetura do tecido. A contagem do número de vasos sangüíneos no local e vizinhanças da lesão, mostrou que o grupo tratado com veneno e não irradiado com laser de baixa energia teve diminuição do número médio de capilares na área afetada, e que a irradiação laser acelerou a neovascularização, sendo o HeNe mais eficaz do que o AsGa. Os resultados também mostraram que o VEGF e seus receptores foram expressos em parte dos neutrófilos, em esparsas células satélites nos períodos iniciais do envenenamento (3 ¿ 24 h), nos capilares das áreas periféricas à lesão, e nos interstícios de fibras em degeneração. A irradiação com HeNe induziu o aparecimento desse marcador nos polimorfonucleares, mas o AsGa aboliu a positividade a eles. O HeNe promoveu a expressão de VEGF nos capilares dos tendões e nas células musculares intactas. Aos 7 d p.i., na região das fibras regenerativas a irradiação com HeNe levou ao aparecimento de positividade em células do interstício semelhantes a fibroblastos, além de marcação em células ¿satélites¿ de miotubos em formação. A irradiação por ambos os lasers induziu também o aparecimento de VEGF positivo nos fibroblastos do tendão que atravessava o músculo, nas camadas média e adventícia de pequenas artérias e veias e nos fusos neuromusculares, além do interstício dos ramos nervosos intramusculares, principalmente nos períodos de 7 e 21 dias. Os resultados da análise das enzimas mostraram que a irradiação pelo laser HeNe reduziu marcadamente a atividade de CK de 3 h até 7 dias, enquanto o laser AsGa de 12 h até 21 dias p.i. A atividade da AcPase aumentou dramaticamente às 12 h p.i., após o que houve um declínio que foi mais acentuado com o laser AsGa. A irradiação com o laser HeNe induziu aumento gradual da atividade de AlkPase até 24 h e então diminuiu-a, ao passo que o laser AsGa causou um extraordinário aumento entre 12 h e 24 h, mantendo diferença signifitiva em relação ao grupo veneno de camundongos não irradiados. A irradiação com HeNe não foi eficaz em diminuir os níveis de LDH, ao invés foi prejudicial elevando os seus níveis em diferentes momentos. Já a irradiação com AsGa foi eficaz em diminuir significativamente os níveis da enzima ao longo de todos os períodos observados. Com relação a AST, a irradiação com HeNe foi eficaz em diminuir os níveis da enzima apenas às 3 h p.i., após o que teve efeitos deletérios. Por outro lado, a irradiação com AsGa não foi eficaz em diminuir os níveis de AST, exceto aos 7 dias, quando houve redução significativa de16,6%. Os níveis elevados de mioglobina sérica causados pelo veneno de B. moojeni, foram diminuídos significativamente com o laser AsGa das 12 h p.i. até os 7 d, ao passo que o HeNe só mostrou eficácia dos 3 aos 7 d p.i. O grupo de camundongos injetados com solução salina não mostrou nenhuma diferença significante em todos os tempos analisados para esses parâmetros. Concluímos que a terapia laser de baixa energia, arsenieto de Gálio aplicada localmente é capaz de alterar o conteúdo sérico de biomarcadores de dano da fibra muscular (CK e mioglobina), como também de marcadores de alterações sistêmicas, como o laser HeNe foi eficaz para aumentar a quantidade de vasos sanguíneos no tecido lesado. A fotoestimulação promovida pela irradiação com laser de baixa energia pode alterar favoravelmente indicadores de alterações locais e sistêmicas causadas por envenenamento por Bothrops moojeni, apontando esse recurso como promissor na recuperação do músculo afetado e nos distúrbios sistêmicos advindos / Abstract: The study of natural substances aims not only characterization of its active principles and biological effects, but also the comprehension of pathophysiologic phenomena that frequently are reproduced experimentally by these substances. Among these substances, snake venoms deserve special importance for the richness of pharmacologically active components and the frequency of accidents caused by venomous snake bites, particularly abundant in tropical countries. In Brazil these accidents acquires relevance in terms of public health because they may cause severe systemic and local alterations, being the Bothrops genus responsible for 90% of them. In this work, the pathologic local and systemic alterations induced by the intramuscular (i.m.) injection of Bothrops moojeni venom (40 µg/mL, 0.1 ml/100 g of animal weight) in mice were studied histologically, by capillary counting, immunolabeling of the vascular endothelial growth factor (VEGF) in the gatrocnemius and by the changes of creatinekinase (CK), acid phosphatase (AcPase), alkaline phosphatase (AlkPase), lactic acid desidrogenase (LDH), transaminase oxaloacética (TGO) and mioglobin serum levels at 3, 12, 24 hours, 3, 7 and 21 days (n = 5/period) after envenoming. The effects of protocols of irradiation using low potency lasers, HeNe (632.8 nm) and GaAs diode (904 nm), both with a energy density of 4 J/cm-2, on these parameters were evaluated. The first section of irradiation was administered soon after the i.m. injection of venom and then at each 24 h interval, in such a way that the number of irradiations done were one, one, two, 4, 8 and 22, respectively, applied perpendicularly right at the injection site during 120 s (HeNe) and 18.3 s (GaAs) duration for each session. For determination of LDH, TGO and mioglobin, a zero time without irradiation was added. The results were compared with control animals, injected with sterile saline (0.9%). Morphologically, the venom produced a immediate series of changes, the quality of which were similar from 3 to 24 h p.i., but with a progressive number of myonecrotic fibers and inflammatory infiltrate. The regenerative phase starting at day 3, showed a crescent number of regenerating and decreasing number of degenerated fibers with polymorphonuclear cells being replaced by macrophages. Histolgically, HeNe irradiation attenuated the first stages of degeneration (3 h), but GaAs¿s was more effective considering the whole period of observations (21 d), leading to the presence of higher number of miotubes and better cytoarchitecture of the tissue. The counting of capillaries at the site and periphery of lesion showed that the venom-injected unirradiated mice had a decrease in the average number of capillaries, and that laser irradiation accelerated the neovascularization, being HeNe more efficient than GaAs. The results also showed that VEGF and its receptors were expressed in a parcel of neutrophils, in sparce satellite cells in the initial periods of the envenoming (3 ¿ 24 h), in capillaries of the periphery of lesion and in the middle of the degenerating fibers. The irradiation with HeNe induced enhancement of VEGF expression in the neutrophils, but the GaAs abolished it. HeNe also promoted VEGF expression in the tendon capillaries and intact skeletal muscles. At 7 d p.i., VEGFlabeled fibroblast-like cells were seen in the regenerative region, as well as ¿satellite¿-like cells around developing miotubes after irradiation with HeNe. The irradiation by both lasers also induced VEGF positivity in tenocytes, in smooth muscle cells of blood vessels, in adventitia layer, in neuromuscular spindle and in the interstices of intramuscular nerves in the periods from 7 to 21 days p.i.. The results from serum enzymes showed that HeNe irradiation reduced markedly CK activity from 3 h to 7 days, whereas GaAs reduced it from 12 h to 21 days p.i.. AcPase activity increased dramatically at 12 h p.i. after which there was decline, which was more accentuated with laser GaAs. HeNe irradiation induced a gradual increase of AlkPase activity until 24 h p.i., followed by decrease, whereas GaAs caused an extraordinary increase between 12-24 h, maintaining a significant difference in comparison to the venom unirradiated mice. The irradiation with HeNe was not efficient in decrease the LDH levels; on the contrary, it was deleterious, elevating their levels. Conversely, the irradiation with GaAs was efficient in decrease significantly the enzyme levels during all observed periods. In regard to TGO, the irradiation with HeNe was efficient in diminishing the enzyme levels in the initial 3 h p.i., after which it was deleterious. On the other hand, irradiation with GaAs was not effective in minimizing AST serum levels, except at day 7 when there was a significant 16.6% reduction. The high mioglobin serum levels induced by B. moojen venom, significantly declined with GaAs from 12 h to 7 d p.i., while HeNe irradiation showed efficacy between 3-7 days p.i. The group of mice injected (I.m.) with sterile saline did not show any significant difference in all periods analyzed for these parameters. We conclude that therapy with low potency laser applied locally is capable of alter the serum content of muscle damage biomarkers (CK and myoglobin), as well markers of systemic alterations. The photostimulation promoted by low energy laser irradiation can alter favorably markers of local and systemic alterations caused by Bothrops moojeni snake envenoming, suggesting this approach as a promising resource for recovery of affected muscle as well as in the resulting systemic disturbances. Key-words: B. moojeni, CK, seric enzymes, morphometry, VEGF, laser irradiation / Doutorado / Histologia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Envenenamentos por serpentes do gênero Bothrops provocam reações sistêmicas e locais como coagulopatias, hemorragias, reação inflamatória, dor e mionecrose. Proteínas secretadas ricas em cisteínas (CRISPs) estão presentes nas peçonhas de serpentes e estão amplamente distribuídas entre mamíferos, répteis e anfíbios. Estão envolvidas em algumas reações biológicas, porém muitas funções ainda são desconhecidas. O presente trabalho objetivou o isolamento, a caracterização bioquímica/estrutural, enzimática e funcional, a avaliação do potencial inflamatório e avaliação da atividade sobre o sistema complemento de uma CRISP isolada da peçonha de Bothrops jararaca. A CRISP denominada BJ-CRP, foi isolada da peçonha de Bothrops jararaca através da combinação de três etapas cromatográficas: exclusão molecular em Sephacryl S-200, cromatografia de troca aniônica em coluna Source 15Q e cromatografia de fase reversa em coluna C18. O grau de homogeneidade foi determinado e confirmado por eletroforese SDS-PAGE, que mostrou uma banda única de 25,19 kDa, e por MALDI-TOF/TOF que apresentou a massa molecular de 24,6 kDa. A sequência N-terminal e a análise dos peptídeos trípticos por MALDI TOF/TOF demonstrou a presença de 100 resíduos de aminoácidos, os quais apresentaram até 96% de similaridade com sequências de outras CRISPs já descritas, porém de outros gêneros e espécies de serpentes, pois ainda não há CRISPs isoladas do gênero Bothrops. A BJ-CRP não possui atividade proteolítica sobre a azocaseína, o fibrinogênio e a fibrina. Também não apresentou atividade coagulante e hemorrágica, e não demonstrou atividade quando testada na concentração de 1?M em 13 diferentes canais para potássio dependentes de voltagem. Por outro lado, esta toxina foi capaz de induzir um processo inflamatório agudo (tempos de 1 e 4 horas), observado pelo recrutamento de neutrófilos e aumento da citocina pró-inflamatória IL-6 na cavidade peritoneal de camundongos. Ensaios realizados com a BJ-CRP e a peçonha de Bothrops jararaca mostraram modulação na atividade hemolítica promovida pela via clássica do sistema complemento. A BJ-CRP também promoveu ação direta sobre alguns componentes isolados do sistema complemento, como C3 e C4, conforme avaliado por SDS-PAGE e Western blot. O presente trabalho descreve a purificação da BJ-CRP, a primeira CRISP isolada da peçonha da serpente do gênero Bothrops. Os resultados obtidos são promissores e abrem perspectivas para o melhor entendimento desta classe de proteínas, e para a compreensão do mecanismo de ação desta classe de toxinas na resposta inflamatória induzida pelo envenenamento botrópico. / Envenomation by snakes from Bothrops genus is characterized by systemic and local effects such as coagulopathies, bleeding disorders, inflammation, pain and myonecrosis.The cysteine rich secretory proteins (CRISPs) are present in snake venoms and are widely distributed mammals, reptiles and amphibians. They are involved in certain biological activities, however many of their functions are still unknown. The aim of the present study was to isolate a CRISP from Bothrops jararaca and to biochemically/functionally characterize it by evaluating its involvement on inflammatory responses and on the complement system. The CRISP named BJ-CRP was isolated from Bothrops jararaca crude venom through the combination of three chromatographic steps: molecular exclusion on Sephacryl S-200 column, anion exchange chromatography on Source 15Q and reverse phase chromatography using C18 column. A high purity degree was obtained as confirmed by SDSPAGE, showing a single band of 25.19 kDa, and by MALDI-TOF/MS showing a molecular mass of 24.6 kDa. The N-terminal sequence and analysis of tryptic peptides by MALDI TOF/ MS resulted in the determination of 100 amino acid residues, which had up to 96% similarity to sequences from other snake venom CRISPs that were previously described, but from other genus and snake species. The BJ-CRP did not have proteolytic activity on azocasein, fibrinogen or fibrin. It did not show coagulant or hemorrhagic activity, and also did not show activity on 13 different voltage dependent potassium channels when tested at a concentration of 1?M. Moreover, this toxin was able to induce an acute inflammatory response (1 and 4 hours after injection), observed by the recruitment of neutrophils and increase of interleukin-6 into the peritoneal cavity of mice. BJ-CRP and B. jararaca crude venom were capable of modulating the hemolytic activity promoted by the classical pathway of the complement system, and BJ-CRP also showed direct action on some complement system components, such as C3 and C4 as evaluated by SDS-PAGE and Western blot. The present work describes the purification of BJ-CRP, the first CRISP isolated from a Bothrops snake venom. The results obtained showed to be promising and open up prospects in order to better understand the involvement of this class of toxins in the inflammatory response induced by Bothrops envenomation.

Mionecrose é uma importante complicação médica resultante de picadas de serpentes e, em casos graves, a mionecrose local pode levar a sequelas drásticas, como a perda de tecido permanente, incapacidade ou amputação do membro. As serpentes peçonhentas e não peçonhentas possuem na corrente sanguínea, proteínas inibidoras de fosfolipases A2 (PLA2s), denominadas PLIs. Uma hipótese que poderia explicar a presença desses PLIs no soro de serpentes peçonhentas seria a auto-proteção contra as enzimas da própria peçonha, que eventualmente, poderiam alcançar o sistema circulatório. No presente trabalho, uma proteína inibitória (denominada ?BaltMIP) que neutraliza as atividades enzimáticas e tóxicas de diversas PLA2s de peçonhas botrópicas foi isolada do plasma da serpente Bothrops alternatus por cromatografia de afinidade utilizando a miotoxina BthTX-I imobilizada em resina Sepharose CNBr ativada. Essa proteína apresentou massa molecular relativa de 24.000 em condições redutoras em SDS-PAGE e maior especificidade de inibição das atividades citotóxicas e miotóxicas das PLA2s símile Lys49 quando comparadas às atividades fosfolipásicas e anticoagulantes de PLA2s Asp49. Além disso, foi realizada a modelagem molecular, através de análises in silico, tanto da estrutura terciária, quanto da quaternária da ?BaltMIP. Ademais, um modelo de interação entre os alfas inibidores de miotoxinas e essas toxinas foi proposto, trazendo uma nova abordagem para o estudo com essas enzimas. Também foi realizada com sucesso a clonagem e expressão deste inibidor, denominado rBaltMIP em sua forma recombinante, sendo realizada em seguida sua caracterização bioquímica parcial. O sequenciamento N-terminal e HPLC de fase reversa mostraram que rBaltMIP foi purificado em um alto grau de pureza, apresentando 100% de identidade sequencial com o inibidor nativo. As propriedades inibitórias de rBaltMIP foram testadas frente às PLA2s e PLA2s-símiles. rBaltMIP foi capaz de inibir parcialmente a atividade fosfolipásica de diferentes enzimas, além de inibir a atividade miotóxica e citotóxica de diferentes PLA2 Lys49. A expressão heteróloga de rBaltMIP possibilitará a obtenção desse inibidor em grande escala, e consequentemente, a realização de trabalhos mais aprofundados no que diz respeito à possível elucidação do mecanismo de inibição das PLA2s de serpentes, o qual ainda não foi totalmente esclarecido. Além disso, novas informações em relação ao mecanismo de ação desses inibidores poderão ser conhecidas, na tentativa de melhor entender a aplicação destes, como novo modelo terapêutico com ação antiofídica na neutralização de diferentes tipos de PLA2s, na suplementação da soroterapia convencional e também na interação molecular com PLA2s. / Myonecrosis is an important medical complication resulting from snakebites and, in severe cases, local myonecrosis can lead to drastic consequences such as permanent tissue loss, disability or limb amputation. Venomous and non-venomous snakes possess proteins that inhibit phospholipases A2 (PLA2s) in their bloodstream, called PLIs. One hypothesis that could explain the presence of these PLIs in the serum of venomous snakes would be the self-protection against their own venom enzymes, which could eventually reach the circulatory system. In the present work, an inhibitory protein (called ?BaltMIP) that neutralizes the enzymatic and toxic activities of several bothropic PLA2s was isolated from Bothrops alternatus plasma by affinity chromatography using the myotoxin BthTX-I immobilized on a CNBr-activated Sepharose resin. This protein showed relative molecular mass of 24,000 under reducing conditions on SDS-PAGE and greater specificity of inhibition of the cytotoxic and myotoxic activities of Lys49 PLA2-like enzymes compared to the anticoagulant and phospholipase activities of Asp49 PLA2s. In addition, molecular modeling was performed by in silico analysis of both tertiary and quaternary structures of ?BaltMIP. Furthermore, a model of interaction between alpha inhibitors of myotoxins and these toxins was proposed, bringing a new approach to the study of these enzymes. Cloning and expression of the inhibitor (called rBaltMIP in its recombinant form) were also achieved successfully, followed by its partial biochemical characterization. Nterminal sequencing and reverse phase HPLC showed that rBaltMIP was purified in a high purity degree, with 100% sequence identity with the native inhibitor. The inhibitory properties of rBaltMIP were tested against PLA2s and PLA2-like enzymes. rBaltMIP was able to partially inhibit the phospholipase activity of different enzymes, also inhibiting the cytotoxic and myotoxic activity of different Lys49 PLA2-like enzymes. Heterologous expression of rBaltMIP should help obtaining such inhibitor in large-scale, and consequently, the performance of further studies on the mechanism of inhibition of PLA2s, which has not yet been fully clarified. In addition, new information regarding the mechanism of action of these inhibitors may be known, in an attempt to better understand the application of these proteins as new therapeutic models with antiophidian action in neutralizing different types of PLA2s, the supplementation of conventional serum therapy and also in the molecular interaction with PLA2s.

As fosfolipases A2 (PLA2s) são enzimas que induzem vários efeitos farmacológicos e geralmente, correspondem a maior porcentagem do conteúdo protéico dos venenos de serpentes. Desta forma, o isolamento e a caracterização bioquímica, funcional e estrutural de PLA2s poderão gerar informações importantes para o melhor entendimento dos efeitos farmacológicos e de efeitos tóxicos ocasionados por estas proteínas. Através de dois métodos cromatográficos (troca-iônica em CM-Sepharose e hidrofóbica em Phenyl-Sepharose) foi isolada uma isoforma de fosfolipase A2 ácida presente na peçonha da serpente Bothrops moojeni, denominada de BmooPLA2. Quando submetida à eletroforese em gel de poliacrilamida com agente desnaturante, BmooPLA2 apresentou massa molar relativa de aproximadamente 14.000. A proteína isolada, BmooPLA2, possui uma única cadeia polipeptídica, pI~5,2, é rica em aminoácidos hidrofóbicos, ácidos e possui 14 resíduos de cisteína. Esta isoforma pH-termoestável apresentou alta atividade fosfolipásica. A enzima induziu edema moderado in vivo, na concentração de 25 g. Além disso, a BmooPLA2 foi capaz de inibir a agregação plaquetária de modo dose dependente e induzir efeito hipotensor nas concentrações de 15 e 30 g . Foi realizada também a construção da biblioteca de cDNA da glândula de peçonha da serpente Bothrops moojeni, onde o cDNA que codifica a proteína BmooPLA2 foi clonado e a proteína recombinante expressa em E. coli. Todos os ESTs (Expressed Sequence Tags) foram classificados de acordo com a homologia de sua estrutura primária com sequências conhecidas. As sequencias codificando para toxinas representaram cerca de 30% do total de sequências identificadas. De acordo com o transcriptoma, as toxinas mais expressas pela serpente Bothrops moojeni são as metaloproteases (SVMP), as quais correspondem a aproximadamente 77% das toxinas encontradas. A proteína recombinante apresentou a mesma sequência de aminoácidos, atividade fosfolipásica e efeito inibitório sobre plaquetas, observados para a proteína nativa BmooPLA2, sugerindo que a recBmooPLA2 foi expressa, purificada e reenovelada em sua forma ativa. Como nenhum estudo abordou a participação das PLA2s ácidas de Bothrops nos processos inflamatórios e os mecanismos envolvidos na liberação desses mediadores, particularmente os prostanóides, as toxinas nativa e recombinante foram avaliadas quanto ao seu efeito sobre a resposta inflamatória (ensaios sobre leucócitos in vitro), avaliando a expressão da enzima COX-2 e liberação do prostanóide PGE2, além de outros mediadores como TXB4 e LTB2, após a incubação com macrófagos isolados, in vitro. Com estes resultados foi possível uma melhor compreensão da composição da peçonha desta serpente, bem como um melhor entendimento da participação das PLA2s ácidas envenenamento ofídico, abrindo novas perspectivas para sua aplicação biotecnológica. / The phospholipase A2 (PLA2s) are enzymes that induce various pharmacological effects and usually correspond to a higher percentage of the protein content of snake venoms. Thus, isolation, biochemical, functional and structural characterization of PLA2s may generate important information for a better understanding of the pharmacological effects and toxicity induced by these proteins. Through two chromatographic steps (ion exchange on CMSepharose and hydrophobic in Phenyl-Sepharose) an acidic phospholipase A2 isoform was isolated from the venom of the snake Bothrops moojeni and named BmooPLA2. Its biochemical and partial functional characterization were also performed. When submitted to electrophoresis on polyacrylamide gel with denaturing agent (SDS-PAGE), BmooPLA2 presented relative molar mass of approximately 14,000. The isolated protein, BmooPLA2, has a single polypeptidic chain, pI ~ 5.2, is rich in hydrophobic amino acids and has 14 cysteine residues. This pH-thermostable isoform showed high phospholipasic activity. The enzyme induced moderate edema in vivo, at the concentration of 25 g. In addition, BmooPLA2 was able to inhibit platelet aggregation in a dose dependent manner and showed hypotensive effect at different concentrations (15 and 30 g). It was also carried out the construction of the cDNA library from the venom gland of the snake Bothrops moojeni, where the cDNA encoding the protein BmooPLA2 was cloned and a recombinant protein expressed in E. coli. All ESTs (Expressed Sequence Tags) were classified according to their primary structure homology with known sequences. The sequences coding for toxins accounted for approximately 30% of all identified sequences. According to the transcriptome, the majority of the toxins expressed by the snake Bothrops moojeni are metalloproteases (SVMP), which correspond to approximately 77% of the toxins found. The recombinant protein presented the same amino acid sequence, phospholipase activity and inhibitory effect on platelets, observed for the native BmooPLA2, suggesting that recBmooPLA2 was expressed, purified and refolded in its active form. Since no study has addressed the involvement of acidic PLA2s from Bothrops genus upon inflammatory processes and the mechanisms involved in the release of such mediators, particularly prostanoids, native and recombinant toxins were evaluated for their effects on the inflammatory response (essays on leukocytes in vitro), evaluating the expression of COX-2 and prostanoid release of PGE2, as well as other mediators as TXB4 and LTB2, after incubation with isolated macrophages, in vitro. With these results it was possible to better understand the composition of the venom of this snake, and a better understanding of the role of acidic PLA2s on the snake envenomation, opening new perspectives for its biotechnological application.

As peçonhas de serpentes são uma mistura complexa de enzimas e proteínas tóxicas. No Brasil, as serpentes dos gêneros Bothrops são responsáveis pela maioria dos acidentes ofídicos, os quais provocam dano tecidual local (como hemorragia, necrose e edema) e efeitos sistêmicos (como alterações na coagulação sanguínea). Envenenamentos por picadas de serpente são frequentemente tratados com a administração parenteral de soro antiofídico, visando a neutralização de toxinas. No entanto, apesar do sucesso da soroterapia, é importante a busca de inibidores capazes de neutralizar o dano tecidual local. Os extratos de plantas constituem uma fonte extremamente rica de compostos farmacologicamente ativos, e muitos extratos possuem atividade antiofídica. Neste estudo, o extrato metanólico das folhas de Serjania erecta, planta medicinal com propriedade anti-inflamatória foi submetido ao fracionamento cromatográfico, obtendo-se quatro frações principais que foram avaliadas por testes fitoquímicos, revelando a presença de saponinas, terpenos, flavonóides (SF3) e taninos (SF4). O isolamento e a caracterização de duas flavonas glicosiladas da fração rica em flavonóides (isovitexina e vitexina) também foram alcançados. Além disso, foi realizado o estabelecimento de culturas in vitro de S. erecta para assegurar, em um futuro próximo, a produção constante de metabólitos secundários, bem como a conservação desta espécie vegetal. Nos testes de inibição de atividade de peçonha de serpentes, a atividade fosfolipásica induzida pelas peçonhas de B. jararacussu e C. d. terrificus, e toxinas isoladas (BthTX-II e crotoxina) foi inibida pelas amostras testadas, sendo que as frações SF3 e SF4 inibiram completamente a ação da toxina BthTX-II, enquanto que a crotoxina foi inibida com sucesso pela ação da fração SF4. O extrato metanólico de S. erecta e a fração SF3 foram capazes de prevenir a ação fibrinogenolítica da peçonha de B. moojeni. Já os extratos metanólicos in natura e dos calos, as frações SF3 e SF4, e as flavonas promoveram proteção parcial das cadeias do fibrinogênio quando incubados juntos com a peçonha de B. jararacussu. Nos ensaios sobre atividade coagulante, a vitexina e as frações SF3 e SF4 atuaram como potentes inibidores desta atividade induzida pela peçonha de B. jararacussu. O mesmo foi observado no ensaio sobre a inibição do edema induzido por BthTX-I. A atividade hemorrágica das peçonhas de B. jararacussu e B. neuwiedi foi inibida pela ação do extrato metanólico das folhas de S. erecta e de suas frações. Sendo assim, as frações SF3 e SF4, ricas em flavonóides e taninos, respectivamente, apresentam compostos capazes de inibir a ação de toxinas presentes nas peçonhas. Os estudos sobre modelagem molecular feito entre a miotoxina BthTX-I e os compostos isolados demonstraram que o complexo toxinainibidor é estabilizado por pontes de hidrogênio com as cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos da região do sítio catalítico da toxina. Além disso, os espectros de ii dicroísmo circular não revelaram mudanças significativas nas estruturas secundárias das miotoxinas BthTX-I e II quando quando na presença das flavonas (vitexina e isovitexina). Entre as flavonas tanto a vitexina como a isovitexina mostraram resultados semelhantes em quase todas as atividades testadas, porém na atividade anticoagulante induzida pela peçonha de B. jararacussu, a vitexina impediu a coagulação do plasma testado, sugerindo que a posição do açúcar pode ter influenciado a inibição da atividade. Estes resultados sugerem que parte da ação antiofídica do extrato metanólico de S. erecta ocorre devido a ação dos compostos isolados em conjunto com outras classes de compostos presentes nesta planta medicinal. / Snake venoms are a complex mixture of enzymes and toxic proteins. In Brazil, Bothrops snakes are responsible for most accidents with venomous animals, which cause local tissue damage (hemorrhage, edema and necrosis) and systemic effects (blood clotting disorders). Snakebites are often treated with parenteral administration of antivenom, aimed at the neutralization of toxins. However, despite the success of serum therapy, it is important to search for inhibitors that can neutralize the local tissue damage. Plant extracts constitute a rich source of pharmacologically active compounds, and many extracts present antiophidian activity. In this study, the methanolic extract of leaves of Serjania erecta, a medicinal plant with antiinflammatory properties, was subjected to chromatographic fractionation, resulting in four main fractions that were evaluated by phytochemical tests, revealing the presence of saponins, terpenes, flavonoids (SF3) and tannins (SF4). The isolation and characterization of two flavone glycosides of the flavonoid-rich fraction (isovitexin and vitexin) were also achieved. Moreover, the in vitro cultures of Serjania erecta also established to allow, in the near future, the continuous production of secondary metabolites, as well as the conservation of this plant species. The aim of this study was to evaluate the effect of methanolic extract of aerial parts of S. erecta and its fractions, isolated compounds and methanolic extract of callus against the enzymatic and pharmacological effects induced by snake venoms and isolated toxins. The phospholipase A2 activity induced by snake venoms of B. jararacussu and C. d. terrificus, and isolated toxins (BthTX-II and crotoxin) was inhibited by the samples tested, and the fractions SF3 and SF4 completely inhibited the toxin BthTX-II, whereas crotoxin was inhibited successfully by the action of fraction SF4. The methanolic extract of S. erecta and fraction SF3 were able to prevent the fibrinogenolytic action of B. moojeni venom. The methanolic extracts of callus and aerial parts of S. erecta, fractions SF3 and SF4, and flavones promoted partial protection of fibrinogen chains when incubated together with the B. jararacussu venom. Vitexin, SF3 and SF4 were potent inhibitors of the coagulant activity induced by B. jararacussu venom. BthTX-I edema-inducing activity was inhibited by vitexin, SF3 and SF4. The hemorrhagic activity of B. jararacussu and B. neuwiedi venoms were inhibited by the action of methanolic extract of aerial parts of S. erecta and its fractions. This extract is a promising source of natural inhibitors, as flavonoids and tannins, which act forming complexes with metal ions and proteins, inhibiting the action of serine proteases, metalloproteases and phospholipases A2. The molecular modeling studies done between myotoxin BthTX-I and the compounds showed that the toxin-inhibitor complex is stabilized by hydrogen bonds with the side chains of amino acid residues in the region of the catalytic site of toxin. Moreover, the circular dichroism spectra revealed no significant changes in the secondary structures of iv BthTX-I and II in the presence of flavones (vitexin and isovitexin). Vitexin and isovitexin showed similar results in almost all tested activities, but in the anticoagulant activity induced by B. jararacussu snake venom the vitexin prevented plasma coagulation, suggesting that the position of the sugar may have influenced the inhibition of this activity. These results suggest that part of the action antiophidic the methanol extracts of S. erecta occurs due the action of the compounds isolated in conjunction with other compounds present in this medicinal plant.

As peçonhas de serpente do gênero Bothrops se caracterizam por induzir miotoxicidade, edema, coagulação e hemorragia. Por essa razão, alguns pesquisadores estão buscando por tratamentos alternativos contra os envenenamentos ofídicos com inibidores naturais e artificiais. O presente estudo tem como objetivo estudar as interações entre as PLA2s (Asp49 e Lys49) de veneno de serpente Bothrops jararacussu, denominadas BthTX-I e BthTX-II, respectivamente, e o inibidor vegetal isolado da espécie Cordia verbenacea. C. verbenacea apresenta diversas atividades farmacológicas já demonstradas, sendo utilizada também pela população como antiofídica. O extrato hidroalcoólico das folhas preparado à seco, foi submetido a técnicas cromatográficas como Sephadex LH-20 e CLAE, obtendo-se a purificação do princípio ativo antiofídico da planta, denominado ácido rosmarínico. A peçonha de B. jararacussu foi submetida à cromatografia de filtração em gel Sephadex G-75 e, à cromatografia de troca iônica. O ácido rosmarínico (AR) foi isolado do extrato metanólico de C. verbenacea e apresentou inibição da hemorragia provocada pela peçonha bruta de B. jararacussu. Em comparação, o ácido rosmarínico® também inibiu o efeito hemorrágico causado pela peçonha bruta de B. jararacussu. A atividade edematogênica provocada pelas toxinas BthTX-I e II foi avaliada e testada com os inibidores. Ambos AR e AR® não inibiram significativamente a induçào de edema. Resultados semelhantes foram obtidos com as atividades anticoagulante, e fosfolipásica. O ácido rosmarínico, AR e AR®, demonstrou alto efeito inibitório sobre a citotoxicidade e miotoxicidade induzida pela peçonha bruta e pela toxina BthTX-I. Ambos inibidores apresentou um menor efeito sobre a atividade miotóxica induzida pela toxina BthTX-II. Simulações de docking realizadas com três PLA2s e AR mostraram perfis de interações similares, reforçando as principais interações enzima-inibidor obtidas experimentalmente, relatadas na literatura. Os cálculos de derivação de farmacóforo baseados em diferentes inibidores relatados na literatura, assim como estudos de campos de interação molecular foram realizados, nos quais os resultados indicaram as principais modificações na estrutura do inibidor ácido rosmarínico necessárias para otimização. Nas simulações de screening virtual, novos potenciais inibidores de BthTX-I foram selecionados a partir de base de dados de compostos drug-like, direcionando os próximos passos aos testes biológicos, os quais serão realizados com esta fosfolipase e os novos candidatos a inibidores modelados. / Snake venoms from Bothrops genus are characterized by inducing myotoxicity, edema, thrombosis and hemorrhage. Thus, some researchers are searching for alternative treatments against ophidian poisoning with natural and artificial inhibitors. This work aimed study the interactions between PLA2s (Asp49 e Lys49) from Bothrops jararacussu snake venom, named BthTX-I and BthTX-II, respectively, and the inhibitor isolated from Cordia verbenacea plant. C. verbenacea presents several pharmacological activities already demonstrated, and it is also used by the population by its antiophidic activity. The hydroalcoholic extract prepared from the dried leaves, was submitted to chromatographic techniques as Sephadex LH-20 and HPLC, resulting in the purification of the antiophidian compound active from the plant, named rosmarinic acid. B. jararacussu snake venom was submitted to gel filtration chromatography on Sephadex G-75 and ion exchange chromatography. Rosmarinic acid (RA) was isolated from the C. verbenacea methanolic extract and it presented hemorrhage inhibition caused by crude venom from B. jararacussu. In comparison with this, Rosmaric acid® also inhibited the hemorrhagic effect caused by crude venom from B. jararacussu. Edematogenic activity caused by BthTX-I and II was evaluated and tested with the inhibitors. Both, RA e RA® did not inhibit the edema indution significantly. Similar results were obtained with the anticoagulant and phospholipasic activity. The rosmarinic acid, RA e RA®, presented high inhibitory effect for myotoxicity and cytotoxicity induced by crude venom and the toxin BthTX-I. Both inhibitors presented minor effect on myotoxicity activity induced by BthTX-II toxin. Docking simulations performed with three PLA2 and RA have shown similar interactions profiles, corroborating the main enzyme-inhibitor interactions experimentally obtained, reported in literature. Pharmacophore perception calculations based on different inhibitors reported in literature as well as molecular interaction fields studies were here carried out, whose results indicate the main changes in the structure of the rosmarinic acid inhibitor necessary to optimization. In the virtual screening simulations, novel potential BthTX-I inhibitors were selected from drug-like compounds databases, thus guiding next steps towards biological tests, which will must be performed with this phospholipase and the new inhibitor candidates modeled.

Os venenos de serpentes são ricos em proteínas, enzimas e peptídeos biologicamente ativos. Diversas enzimas tais como fosfolipases A2 (PLA2s), metaloproteases (MP), L-aminoácido oxidases (LAAOs) são responsáveis pelo quadro clínico do envenenamento ofídico. Atualmente, o isolamento e a caracterização funcional e estrutural destas enzimas têm auxiliado na compreensão do mecanismo de ação destas toxinas e nas formas alternativas de tratamento. Além disso, estas enzimas se tornaram valiosas ferramentas de aplicação biotecnológica, na busca de novos fármacos de interesse na clínica médica. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar bioquímica e funcionalmente a L-aminoácido oxidase do veneno de Bothrops atrox. O isolamento da LAAO de B. atrox (LAAOBatrox) envolveu três etapas cromatográficas: a exclusão molecular em Sephadex G-75, troca iônica em ES-502N utilizando CLAE e, por último, a cromatografia de afinidade com uso da Lentil-Lectina, conferindo um alto grau de pureza à proteína confirmado por SDS-PAGE. Após a caracterização bioquímica, a LAAOBatrox demonstrou ser uma glicoproteína com 12% de açúcar, massa molecular relativa de 67.000 e pI de 4,4 confirmando seu caráter ácido pela composição em aminoácidos, predominando Asx (Ácido aspártico ou asparagina) e Glx (Ácido glutâmico ou glutamina). LAAOBatrox apresentou especificidade de substrato para L-Met e L-Leu. Com o seqüenciamento dos peptídeos trípticos internos e em comparação com as LAAOs de outros venenos, a LAAOBatrox apresentou homologia de 100% com LAAOs isoladas de B. moojeni e B. jararacussu e apresentou sequenciamento N-terminal de ADDN-NPLEE-NIRRDD que é homólogo ao das LAAOs já descritas. A LAAOBatrox apresentou atividade edematogênica moderada quando comparada ao veneno bruto, atividade coagulante baixa sobre o plasma humano citratado, atividade de agregação plaquetária sendo que 25µg/mL foi capaz de agregar aproximadamente 100% de plaquetas, onde o efeito obtido pela proteína pode ser devido à liberação de H2O2, sendo que a catalase foi adicionada ao meio tratado com LAAOBatrox e o efeito de agregação plaquetária obtido foi próximo à 0%. LAAOBatrox apresentou efeito citotóxico sobre diferentes linhagens tumorais: B16F10 onde as células apresentaram 70% de morte por apoptose e PC12 que apresentaram uma viabilidade celular de 20% após o tratamento com a enzima. LAAOBatrox não apresentou efeito citotóxico significativo sobre células normais. Portanto, a LAAOBatrox consiste de uma enzima multifuncional que poderá servir como ferramenta para investigação dos processos celulares que estão envolvidos no envenenamento. / Snake venoms are rich in proteins, enzymes and biological active peptides. Many enzymes, like phospholipases A2, metalloproteinases, L-amino acid oxidases are responsible by clinical aspects of ophidian poisoning. Nowadays, isolation and the functional and structural characterizations of these enzymes have been useful to elucidate their mechanisms of action. Besides, these enzymes have great value for biotechnology on searching of new molecules for medicine development. The aim of this work was isolate Lamino acid oxidase from B. atrox venom (LAAOBatrox) and characterize biochemical and functionally LAAOBatrox. The isolation consisted of 3 chromatographic steps: molecular exclusion using a G-75 Sephadex column, ion exchange using ES-502N column in HPLC and affinity chromatography with Lentil-Lectin column. Afterward, LAAOBatrox was analyzed by SDS-PAGE to confirm an expected high purity level. Biochemical characterization showed LAAOBatrox is a glycoprotein of 12% sugar-containing with relative molecular weight of 67000, pI estimated in 4,4 pointing to acid character due to its amino acids composition, rich for Asx and Glx residues. LAAOBatrox displays high specificity to hydrophobic L-amino acids (best substrates: L-Met and L-Leu). The Nterminal amino acid sequence (ADDN-NPLEE-NIRRDD) and the internal peptide sequences showed close structural homology to other snake venom L-amino acid oxidades, presenting 100% homology to LAAO from B. moojeni and B. jararacussu. This enzyme induces moderate edema compared to crude venom, low coagulating activity in human plasma and 100% of in vitro platelet aggregation induction with 25 g/mL, but this can be due to H2O2 production by LAAOs once added catalase has inhibited aggregation induced by LAAOBatrox and the effect was close to 0%. LAAOBatrox presents citotoxicity effect for tumor cell lines: 70% of death by apoptosis in B16F10 and 20% cellular viability for PC12, after LAAOBatrox treatment. LAAOBatrox did not display citotoxicity effect in normal cells (peripheral blood mononuclear cells). Thus, LAAOBatrox is a multifunctional enzyme of huge potential for investigation of cellular processes involved on poisoning and also for developing new medicines.

Mudanças ontogenéticas na dieta e na composição do veneno são características freqüentemente observadas em espécies do gênero Bothrops. A serpente Bothrops insularis é endêmica da Ilha da Queimada Grande, litoral Sul de São Paulo, cuja separação do continente ocorreu há aproximadamente 11 000 anos, após a última glaciação ao final do Pleistoceno. Não existem mamíferos na ilha e esta espécie alimenta-se, na fase juvenil, de animais ectotérmicos (artrópodes e anfíbios) e de endotérmicos (aves migratórias) na fase adulta. A população apresenta anormalidades sexuais evidenciadas por machos, fêmeas e intersexos (fêmeas que apresentam hemipênis rudimentares, porém não funcionais). Três filhotes de B. insularis (1 macho e 2 intersexos) nascidos em cativeiro, de uma fêmea intersexo, foram mantidos no Laboratório de Herpetologia do Instituto Butantan, seus venenos extraídos (idades de 10, 15, 20, 24,33 e 41 meses) e liofilizados para utilização em ensaios subseqüentes. Utilizou-se também o veneno da mãe da ninhada e um pool de venenos de exemplares adultos. A análise eletroforética (SDS-PAGE 7,5- 17,5%) evidenciou similaridades entre as amostras de venenos nas diferentes fases de vida dos animais. A análise densitométrica revelou um aumento pronunciado da expressão de uma banda protéica na faixa de massa molecular de 24kDa. O teor protéico dos venenos variou de 618 a 1189 g de proteína por mg de veneno. Os resultados experimentais sugerem que fosfolipases A2 e hialuronidases não têm expressão pronunciada na fase adulta dos animais (41 meses). Os venenos foram capazes de hidrolisar as cadeias A e B do fibrinogênio e promover áreas de lise em placa de fibrina, independentemente da idade analisada. O progressivo aumento de intensidade da atividade hemorrágica e proteólise em zimografia sugere uma regulação da expressão de proteases, sobretudo de metaloproteases (uma característica importante, uma vez que esta espécie apresenta uma alteração ontogenética de dieta, alimentando-se de presas maiores quando os animais se tornam adultos). Por outro lado, a atividade proteolítica sobre a caseína não apresentou um aumento ontogenético significativo. Ensaios com inibidores de proteases, mostraram que EDTA e ortofenantrolina (10 mM) diminuíram expressivamente a atividade gelatinolítica em zimografia, reduziram a área de lise em placa de fibrina e inibiram a clivagem das cadeias A e Bdo fibrinogênio. Os venenos dos animais jovens (15 meses) mostraram-se mais ativos nos ensaios de coagulação sanguínea (Dose Mínima Coagulante sobre o Plasma e ativação dos fatores X e II da cascata de coagulação sanguínea) em relação ao dos adultos (41 meses). Observou-se uma maior toxicidade dos venenos para abelhas e aves, contudo não foi possível estabelecer diretamente uma relação ontogenética. Para mamíferos (camundongos) os venenos do Intersexo 1 e do Macho (41 meses) apresentaram menores valores de DL50 em relação aos demais. A miotoxicidade das amostras dos venenos mostrou-se acentuada na fase inicial de vida dos animais (15 meses). Foram evidenciadas variações individuais ao longo das análises efetuadas neste trabalho, contudo a variabilidade ontogenética mostrou-se presente na maioria dos ensaios realizados. A seletividade do veneno para presas locais foi demonstrada pela eficácia do veneno para artrópodes e aves, em detrimento a mamíferos. Desta forma, conclui-se que o veneno possui peculiaridades na sua composição que favorecem a alimentação desta serpente em seu habitat insular e, embora haja uma marcante alteração de dieta durante a ontogênese desta espécie, a toxicidade do veneno para os itens alimentares locais é uma característica presente durante toda a vida dos animais. / Ontogenetic changes on diet and venom composition are a common feature among Bothrops species. Bothrops insularis is an endemic snake of Queimada Grande Island, South coast of são Paulo State, which mainland separation has ocurred for about 11 000 years ago, after the last glaciation, at late Pleistocene. There are no mammals on the Island and B .insularis feed on ectothermic preys when young (arthropods and amphibians) and endothermic (migratory birds) when becomes adult. Sexual abnormalities are often verified on B. insularis population with males, females and intersexes existence (females with non-functional rudimentary hemypenis). Three B. insularis siblings (1 male and 2 intersexes) borned on captivity, from an Intersex female, were kept in Herpetology Laboratory on Instituto Butantan. Venoms were extracted (10, 15, 20, 24, 33 and 41 months of animal’s age) and lyophilized for subsequent assays. Offspring’s mother venom and a pool of B. insularis adult venoms were also analyzed as a comparison parameter. Electrophoretic profiles (SDS-PAGE 7,5- 17,5%) showed similar patterns among samples at distinct animal’s ages. Densitometric analysis showed increase of expression of proteic band at 24 kDa of molecular mass range. Protein content varies of 618 up to 1189 g of protein per mg of venom. Experimental results suggests that phosfolipases A2 and hyaluronidases do not have an increase on its expression on adult phase (41 months) of B .insularis. Venoms were able to hydrolyze A and B fibrinogen chains and to promote lysis on fibrin plate, regardless of animal’s age. The increase of haemorrhagic activity and proteolysis on zimography profiles, suggests a regulation of protease expression, mainly of metaloproteases (an important characteristic, since this species has an ontogenetic shift on its diet, feeding on larger preys when becomes adult). On the other hand, proteolytic activity upon casein did not show significative ontogenetic variability. Protease inhibithors assays showed that EDTA and orthophenantrolin (10 mM) expressively reduced gelatinolytic activity on zimography, fibrin plate lysis area, and were able to prevent A and B fibrinogen chains cleavage. Venoms from young animals (15 months) had higher coagulant activity than adult ones (Minimum Coagulant Dose upon human Plasma and activation of blood coagulation cascade factors X and II). Venom toxicity was higher for bees (just-emerged Apis mellifera) and chicks (one day age Bovans white chicks), although a direct relation with ontogeny was not established. Intersex 1 and male venoms (41 months) showed the lower LD50 values for mammals (mice). Prominent myotoxicity was found for young venoms (15 months). Experimental results showed individual variability, and, mainly, a conspicuous ontogenetic variability. Venom selectivity towards local preys was demonstrated by the expressive toxicity upon arthropods and chicks, in comparison to mammals. Our results show that Bothrops insularis venom had peculiarities on its composition that support snake’s diet on its insular habitat and, although a clearly ontogenetic diet change occurs on this species, venom toxicity towards local preys is a characteristic present during all lifetime of this species.

O estudo das temperaturas preferenciais e comportamento termofílico é essencial na compreensão da termobiologia das serpentes, todavia, a maioria dos trabalhos tem focado somente os animais diurnos e de clima temperado e pouco se sabe a respeito das serpentes noturnas tropicais e sub-tropicais. O presente estudo utilizou uma arena com gradiente térmico monitorada por vídeo para mensurar o intervalo térmico preferencial procurado durante os períodos de atividade e inatividade (Tset) e a resposta termofílica pós-prandial frente a diferentes quantidades de ingesta em 29 serpentes Bothrops moojeni . Os resultados obtidos mostraram que o intervalo térmico preferencial de B.moojeni diferiu conforme o fotoperíodo (20,93°C a 22,20°C durante o dia e 22,81°C a 24,42°C durante a noite) e foi similar a outros intervalos encontrados para outras serpentes crotalinae. Os dados mostraram que há uma correlação inversa entre intensidade da resposta termofílica pós-prandial e quantidade de alimento ingerido, uma vez que os animais alimentados com uma porção correspondente a 10% de seu peso corporal apresentaram maior resposta termofílica pós-prandial quando comparados àqueles que foram alimentados com porções maiores (20 e 40% do peso corporal). Esta diferença parece estar relacionada com a diminuição de mobilidade e a maior SDA (Specific Dynamic Action) nos animais que ingeriram a maior quantidade de alimento. As serpentes crotalinae são tidas como animais preponderantemente noturnos sendo que a maioria dos dados a respeito dessas atividades foram obtidos em pesquisas de campo. A detecção do período de atividade, assim como o conhecimento de como o estado nutricional influencia a taxa de trânsito, são extremamente importantes na compreensão da ecofisiologia destes animais. No estudo foram utilizadas 29 exemplares de Bothrops moojeni, monitoradas quanto ao horário e o tempo de deslocamento durante o jejum e nos 5 dias subseqüentes a alimentação. A alimentação das serpentes variou entre 10, 20 e 40% do peso da própria serpente. Os resultados confirmaram Bothrops moojeni como espécie essencialmente noturna, sendo que a atividade foi aumentada em mais de 45 vezes durante o período. O pico de atividade ocorreu entre as 19:00 e 20:00 horas, não havendo diferença estatística entre machos e fêmeas. Com relação à atividade pós-prandial foi notada diferença estatística nas taxas de deslocamento dos animais que comeram as maiores proporções (20-40%). Os resultados obtidos corroboram com os dados prévios obtidos em estudos de campo que pontuam Bothrops moojeni como um animal noturno e de baixo grau de mobilidade. A interação entre a quantidade de alimento ingerido pela serpente, o balanço energético e o grau de mobilidade dos animais é bastante complexa e discutível. As serpentes foram consideradas por muito tempo como incapazes de gerar calor através de seu metabolismo aeróbico, à exceção das pythons no choco. Entretanto, estudos recentes mostraram que algumas espécies são capazes de aumentar a temperatura corporal sem recorrer a fontes externas de calor ou contrações musculares. Esta termogênese ocorre devido aos enormes níveis metabólicos atingidos durante a digestão (Specific Dynamic Action - SDA). Em geral as serpentes têm um baixo custo energético de manutenção e a maioria das espécies é capaz de permanecer longo período em jejum e depois se alimentar de uma grande ingesta. A energia produzida durante a digestão destas grandes refeições pode gerar um significativo aumento na temperatura corpórea dos animais. O presente estudo investigou a termogênese pós-prandial em Bothrops moojeni, através de imagens térmicas tomadas em um ambiente termoestável a 30°C. As 12 serpentes foram divididas em 2 grupos e acompanhadas pelas 72 horas após ingerirem refeições equivalentes a 10-60 20% e 30-40% de seu próprio peso, respectivamente. Os resultados mostraram que a resposta termogênica pós-prandial levou a um aumento de 1,6°C da temperatura da pele das serpentes. O pico térmico ocorreu entre 33 e 36 horas após a alimentação em ambos os grupos e a duração da termogênese variou conforme o tamanho da ingesta. Os resultados mostraram uma alta correlação entre a termogênese pós-prandial e a SDA das serpentes. O aumento significativo da temperatura corporal e a sua manutenção por certo tempo sugerem que estes animais são capazes de manter altas taxas metabólica durante a digestão independente da temperatura do ambiente. / The study of the preferred temperatures and thermophilic behavior is essential to understand the snakes thermal biology. Although some studies have been reported, most of them are focused in temperate and diurnal species. Thus, little is known about the tropical and sub-tropical nocturnal species. In the present study , a video-monitored arena with a thermal gradient was used to investigate the preferred thermal range during activity and inactivity (Tset) and the post-prandial thermophilic response after different levels of food intake in 29 Brazilian lanceheads (Bothrops moojeni). The results showed that the preferred thermal range of B.moojeni changes depending on the photoperiod (20.93°C to 22.20°C in daytime and 22.81°C to 24.42°C in night time), being similar to other crotalinae snakes. Our data suggests that there is an inverse correlation between the post-prandial thermophilic response intensity and food intake, as animals fed with a portion corresponding to 10% of its bodyweight presented a higher thermophilic response in comparison to those who were fed with larger portions (20 and 40% of bodyweight). This difference may be related to the decreased mobility and increased SDA (Specific Dynamic Action) in animals that consumed the largest amount of food. Crotalinae are considered to be mainly nocturnal and most of the gathered data on these snakes came from field work. The knowledge of activity pattern and how nutritional status affect wandering rate are determinant to understand the ecophysiology of the snakes. In this study the daily activity pattern was followed in 29 subjects of the lancehead Bothrops moojeni in order to record displacement rate in fasting and feed snakes for five days after feeding meal of 10, 20 and 40% of their own body weight. The results show that B.moojeni is prevalently nocturnal, and activity increased 45 times at night, peaking between 19 to 20 h, in both males and females. Activity level changed significantly after feeding in snakes which ate a larger meal (20-40%). The results confirm previous field data for B.moojeni as a nocturnal species with low mobility. The complex interactions between the amount of food taken by the snake, energetic balance and mobility are discussed. Snakes were for long considered incapable to generate heat fueled by aerobic metabolism, except for brooding pythons. However, recent studies proved that some species are able to elevate their body temperature without muscle contraction or external heat source. Such thermogenic capacity is supported by high metabolic rate that follows digestion and assimilation of food (Specific Dynamic Action - SDA). Snakes have a low maintenance cost and most species can stand for long fasting time, particularly after ingesting a great meal. The energy produced during digestion of such meal can generate significant increase in body temperature. The present study investigated thermogenic response after feeding in the Brazilian lancehead, Bothrops moojeni, using thermal images taken in temperature controlled environment at 30°C. The 12 snakes were divided into two groups and followed for 72 hours after fed a meal representing 10-20% and 30-40% of their body weight, respectively. The results showed thermogenic digestive response with an increase up to 1.6 °C of skin temperature. Thermal heat production peak occurred between 33 to 36 hours after feeding in both groups, and the duration of thermogeny varied with the meal size. The result showed high correlation between thermogenic data and SDA in snakes. The significant increase of body temperature after feeding and its maintenance for extended time suggest a physiological advantage to keep high metabolic rate despite of environmental temperature.

Os venenos de serpentes são misturas complexas com composição variada, possuindo constituintes orgânicos e inorgânicos. Dentre os compostos orgânicos, destacam-se as proteínas, tóxicas e/ou com altas atividades enzimáticas. Desta forma, os venenos desenvolvem importante papel na captura de presas e auxílio à digestão. Venenos de serpentes da família Viperidae apresentam ampla e variada gama de ações biológicas, como proteólise, coagulação, hemorragia, neurotoxicidade e miotoxidade. Populações de serpentes habitantes endemicamente em ilhas são bons modelos para estudos de evolução, especialmente quando comparadas a espécies de mesmo gênero que habitam o continente. Espécies ancestrais de serpentes do gênero Bothrops sofreram isolamento geográfico cerca de 9 mil anos atrás, quando no Período Pleistoceno porções de terra na região Sudeste do Brasil foram isoladas do continente, levando a formação de ilhas costeiras, devido a elevação do nível do mar. Tal isolamento deu origem a novas espécies insulares pertencentes ao gênero Bothrops. Estudos relacionados aos venenos destas espécies, suas especificidades e diferenças com relação a serpentes continentais são escassos. O Arquipélago de Alcatrazes localiza-se no litoral de São Paulo, distando aproximadamente 35 Km da costa. Não há relatos da existência de mamíferos na ilha, com exceção de morcegos. Serpentes adultas da espécie Bothrops alcatraz, endêmica da Ilha de Alcatrazes, apresentam características encontradas em serpentes juvenis do grupo das jararacas, como a dieta baseada exclusivamente em animais ectotérmicos e a composição diferenciada do veneno. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar as principais ações do veneno da serpente B. alcatraz, espécie endêmica e ilhoa, isolando cromatograficamente suas frações. Resultados indicam no veneno de B. alcatraz apresenta as atividades coagulante sobre plasma humano, fosfolipásica, miotóxica e edematogênica mais ativas quando comparadas com as ações do veneno de B. jararaca do continente. As ações proteolítica, hemorrágica e toxicidade para camundongos são mais potentes no veneno de B. jararaca. A presença de ação neurotóxica específica para artrópodes no veneno de B. alcatraz sugere a ação de uma fosfolipase A2, a qual foi isolada cromatograficamente. As propriedades e composição do veneno de B. alcatraz indicam uma provável evolução de toxinas adaptadas a seu tipo de presa/alimento. / Snakes venoms are complex mixtures with varied composition constituted by organic and inorganic molecules. The main organic components are proteins, which can be toxic and show high enzymatic activities, thus playing important role in prey capture and digestion in snakes. Viperidae snakes family show wide range of biological actions, as proteolytic, coagulant, hemorrhagic, neurotoxic and myotoxic activities. Snake populations inhabiting endemically islands are useful models for evolution studies, specially when compared to their congeneric continental species. Bothrops species ancestors from Southeastern Brazil underwent geographic isolation about 9 thousand years ago, during the Pleistocene Period, when land portions were separated from the continent by the sea. The isolation originated new (island endemic) Bothrops species. Studies related to those snake venoms, its specialties and differences among continental species of the genera Bothrops are scarce. The Alcatrazes Archipelago is located in São Paulo coast, 35 kilometer far from the continent. There are no register of mammals in those islands, except for bats. Bothrops alcatraz is endemic from the Alcatrazes Island. Adults show some similarities to young specimens from the continental jararaca group. They feed exclusively on ectothermic animals and their venom shows a different composition. The aim of this study was to analyze the endemic island snake, B. alcatraz, venom, isolating by chromatography the venom fractions. Results indicated that B. alcatraz venom presents coagulant, phospholipase, myotoxic and edema forming activities higher than continental B. jararaca venom. The proteolytic, haemorrhagic and mice toxicity are higher on B. jararaca venom. The specific neurotoxic action in arthropods of B. alcatraz venom suggests a phospholipase A2 action, which was isolated bt cromatography. The properties and composition of B. alcatraz venom indicates a possible evolution of toxins adapted to the prey kinds.