A prevalência da obesidade e da síndrome metabólica (SM) vem aumentando dramaticamente em jovens e está se tornando um problema de saúde pública na maioria dos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Tanto a obesidade quanto a SM aumentam o número de pacientes expostos ao risco de doença cardiovascular. Estudos recentes mostram que uma redução na biodisponipilidade de óxido nítrico (NO) é um dos principais fatores que contribui para a ação deletéria da insulina nos vasos de pacientes adultos com obesidade e SM. O NO, potente vasodilatador e anti-agregante plaquetário, tem como precursor o aminoácido catiônico L-arginina que é transportado para o interior das plaquetas através do carreador y+L. Uma família de enzimas denominadas NO sintases (NOS) catalisa a oxidação da L-arginina em NO e L-citrulina e é composta de três isoformas: neuronal (nNOS), induzível (iNOS) e endotelial (eNOS). Os objetivos principais do presente estudo são de investigar diferentes etapas da via L-arginina-NO em plaquetas associando agregação plaquetária, concentração plasmática de L-arginina, estresse oxidativo, marcadores metabólicos, hormonais, clínicos e inflamatórios em pacientes adolescentes com obesidade e SM. Foram incluídos no estudo trinta adolescentes, sendo dez com obesidade, dez com SM, e dez controles saudáveis pareados por idade, sexo e classificação de Tanner (controles: n= 10, 15.6 0.7 anos; obesos: n= 10, 15 0.9 anos; SM: n= 10, 14.9 0.8 anos). O transporte de L-arginina (pmol/109céls/min) através do sistema y+L estava diminuído nos pacientes com SM (18.4 3.8) e obesidade (20.8 4.7), comparados aos controles (52.3 14.8). Houve uma correlação positiva do influxo de L-arginina via sistema y+L com os níveis de HDL-Colesterol. Por outro lado, foi encontrada uma correlação negativa do influxo de L-arginina com os níveis de insulina, os índices Homa IR, relacionado a RI, Homa Beta, relacionado a função da célula beta e também com os índices de Leptina. Em relação a produção de NO, a obesidade e a SM não afetaram a atividade e expressão das enzimas NOS. A atividade da superóxido dismutase (SOD), através da mensuração da inibição da auto-oxidação da adrenalina, mostrou diferença significativa nas plaquetas de pacientes com obesidade (4235 613,2 nMol/mg de proteína), quando comparada aos controles (1011 123,6 nmol/mg de proteína) e SM (1713 267,7 nmol/mg de proteína). A nível sistêmico, foi também evidenciada uma ativação desta enzima anti-oxidante no soro de pacientes obesos, em relação aos controles. A peroxidação lipídica avaliada pelas substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) estava inalterada no soro dos pacientes e controles. Estes resultados sugerem que o transporte de L-arginina diminuído nas plaquetas de adolescentes obesos e com SM pode ser um marcador precoce de disfunção plaquetária. A alteração desta via correlaciona-se com a resistência à insulina e hiperinsulinemia. A contribuição deste estudo e de fatores que possam ser precocemente identificados pode diminuir o risco cardiovascular na vida adulta desta população de pacientes. / The prevalence of obesity and metabolic syndrome (MS) is dramatically increasing in young people and becoming a public health problem in the majority of developed and developing countries. Both obesity and MS increase the number of patients exposed to the risk of cardiovascular disease. Recent studies have shown that a reduction in nitric oxide (NO) bioavailability is one of the major factors contributing to the deleterious action of insulin in the blood vessels of adult patients with obesity and MS. NO, a powerful vasodilator and platelet anti-aggregating agent, has the cationic amino acid L-arginine as a precursor, which is transported into platelets via transport system y+L. A family of enzymes known as NO sinthases (NOS) catalyses the oxidation of L-arginine in NO and L-citrulline and is composed of three isoforms: neuronal (nNOS), inducible (iNOS) and endothelial (eNOS). The major objectives of this study are to investigate different steps of the L-arginine-NO pathway in platelets and their association with platelet aggregation, L-arginine plasma concentration, oxidative stress, and metabolic, hormonal, clinical and inflammatory markers in adolescent patients with obesity and MS. Thirty adolescents were included in this study: ten with obesity, ten with MS and ten healthy controls paired by age, sex and Tanner classification (controls: n= 10, 15.6 0.7 years; obese: n= 10, 15 0.9 years; MS: n= 10, 14.9 0.8 years). Larginine transport (pmol/109cells/min) via system y+L was reduced in patients with MS (18.4 3.8) and obesity (20.8 4.7) compared to controls (52.3 14.8). There was a positive correlation between L-arginine influx via system y+L and HDL-cholesterol. On the other hand, a negative correlation was found between L-arginine influx via system y+L and insulin levels, Homa-IR related to insulin resistance, Homa-Beta, related to betacell function and the leptin index. In relation to nitric oxide production, obesity and MS do not affect the activity and expression of NOS enzymes. The activity of superoxide dismutase (SOD), by measuring the inhibition of adrenaline autoxidation, showed a significant difference in platelets from patients with obesity (4235 613,2nMol/mg protein) compared to controls (1011 123,6 nmol/mg de protein) and MS (1713 267,7 nmol/mg protein). At the systemic level, an activation of this anti-oxidant enzyme was also observed in the serum of patients with obesity and MS in relation to controls in the presence of similar levels of substances that are reactive to tiobarbituric acid (TBARS), a marker of lipid peroxidation. These results suggest that diminished L-arginine transport in platelets from adolescents with obesity and MS may be an early marker of platelet dysfunction. The alteration of this pathway correlates to insulin resistance and hyperinsulinemia. The contribution of this study and of factors that can be identified early may reduce cardiovascular risk during adult life in this population of patients.

An increase in cellular inflammatory biomarkers directly increases the risk of cardiovascular disease (CVD). Using the social ecological and biomedical theories, the study examined quantitatively how specific inflammatory biomarkers are associated with cardiorenal syndrome (CRS), a potential complication of hypertension and diabetes, and how sociodemographic factors modify this association in the U.S. adult population. A retrospective secondary data analysis of the data collected from National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) 1999-2010 was utilized to evaluate these hypotheses. High sensitivity C-reactive protein, homocysteine (hcy), and fibrinogen had a modifying effect on Type 4 (chronic reno-cardiac etiology), Type 2 CRS (chronic cardio-renal etiology), and a significant additive effect on CRS even after controlling for known CVD and Chronic Kidney Disease (CKD) risk factors. For Type 4 CRS, the adjusted Odds Ratio of CVD in individuals with CKD was elevated, 2.29 (Confidence Interval [CI] 1.17-3.64, p < 0.05), among individuals with elevated hcy levels but close to 1.0 (0.65 CI 0.28-1.53, p > 0.05) among patients with normal hcy after the results were controlled for medical and demographic risk factors. Finally, race modified the effect of inflammatory markers on CRS. Out of all the biomarkers, income only modified the effect of hcy on CRS. Education level modified the effect of every inflammatory marker on CRS. While Ferritin-to-Transferrin ratio (F/T ratio) had a non-significant additive effect, due to the lack of adequate subjects, the modifying effect of F/T ratio could not be tested. This study can help initiate social change by urging healthcare professionals to monitor these biomarkers as a part of preventing hypertension, diabetes, and CRS.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O veneno do escorpiÃo Tityus serrulatus à uma mistura de peptÃdeos tÃxicos e nÃo tÃxicos com diversas aÃÃes locais e sistÃmicas. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos cardiovasculares e renais induzidos pelo veneno total do escorpiÃo T. serrulatus e de suas fraÃÃes TsTx-V, Toxina &#947; e NatriurÃtica. Foram utilizados ratos Wistar machos (250-300g) para os experimentos de perfusÃo de rim isolado, leito mesentÃrico, pressÃo arterial e perfusÃo in vivo. Para os ensaios de canal deferente foram utilizados camundongos Swiss (30-40g). O veneno de T. serrulatus apresentou efeito sobre o sistema nervoso autÃnomo observado atravÃs da contraÃÃo do vaso deferente. O veneno total mostrou efeito adrenÃrgico demonstrado pela reversÃo dos seus efeitos renais apÃs prÃ-tratamento dos rins com antagonista &#945;-adrenÃrgico prazosin, especialmente sobre a resistÃncia vascular renal (RVRVTs = 7,51  0,96 vs RVRPz = 5,51  0,43 mmHg/mL.g-1.min-1*,*p<0,05) e pressÃo de perfusÃo (PPVTs = 150,1  18,40 vs PPPz = 118,1  4,00 mmHg*,*p<0,05). As fraÃÃes isoladas mostraram efeitos renais somatÃrios, haja visto que TsTx-V promoveu aumento da diurese e a Toxina &#947; causou efeitos pressÃricos. ApÃs avaliaÃÃo histopatolÃgica dos efeitos renais das fraÃÃes isolados do veneno de T. serrulatus, observamos a presenÃa de material protÃico nos espaÃos urinÃrios glomerulares e nos tÃbulos. Entretanto, no leito vascular mesentÃrico, somente a toxina &#947; mostrou-se ativa. Os efeitos renais induzidos pela fraÃÃo natriurÃtica (0,03 e 0,1Âg/mL) revelaram aumento da pressÃo e, de maneira concentraÃÃo-dependente, diminuiÃÃo da reabsorÃÃo de eletrÃlitos e aumento da excreÃÃo urinÃria de guanosina monofosfato cÃclico (GMPc). Nos experimentos in vivo, tanto o veneno total quanto a fraÃÃo natriurÃtica causaram aumento da pressÃo arterial mÃdia (PAM) e diminuiÃÃo do hematÃcrito. Em adiÃÃo, a fraÃÃo natriurÃtica causou ainda a elevaÃÃo do fluxo urinÃrio e da freqÃÃncia cardÃaca. O clearance de inulina foi utilizado para a avaliaÃÃo da funÃÃo renal in vivo. O veneno total diminui significativamente o clearance da inulina, enquanto a fraÃÃo natriurÃtica causou elevaÃÃo. O fluxo plasmÃtico renal cortical, avaliado atravÃs do clearance de p-aminohipurato, foi reduzido por aÃÃo do veneno total de T. serrulatus. Em conclusÃo, o veneno de Tityus serrulatus promoveu efeitos hemodinÃmicos renais que foram prontamente revertidos in vitro pelo prazosin. Os experimentos in vivo mostraram que o veneno de Tityus serrulatus induziu a elevaÃÃo da pressÃo arterial mÃdia, taquicardia e alteraÃÃo da funÃÃo renal. / The venom of Tityus serrulatus has a mixture of toxic and non toxic peptides presenting diverse systemic and local effects. The aim of this work was to investigate the cardiovascular and renal effects promoted by the crude venom of the scorpion Tityus serrulatus and its isolated components such as Tityus serrulatus toxin V (TsTx-V), Gamma Toxin and the newly isolated Natriuretic Peptide. The experiments of isolated perfused rat kidney, isolated mesenteric bed, arterial pressure and in vivo perfusion were performed using male Wistar rats weighing 250-300g. The assays with vas deferens were done using Swiss mice weighing 30-40g. The crude venom presented autonomic nervous system effects showed by the contraction of vas deferens. Adrenergic effects were demonstrated specially with the decrease of renal vascular resistance (RVRVTs = 7.51  0.96 vs RVRPz = 5.51  0.43 mmHg/mL.g-1.min-1*,*p<0.05) and renal perfusion pressure (PPVTs = 150.1  18.40 vs PPPz = 118.1  4.00 mmHg*,*p<0.05) induced by the crude venom after kidneys pre-treatment with prazosin. The venoms isolated components showed kidney addictional effects, where TsTx-V caused diuresis while Gamma Toxin increased perfusion pressure. We could also observe the presence of protein inside the tubules and in glomerular spaces after renal histopathologic evaluation in the groups treated with the isolated components. However, only Gamma Toxin promoted an increase of the mesenteric bed perfusion pressure. The Natriuretic Peptide (0.03 and 0.1Âg/mL) increased renal perfusion pressure. In addition, the natriuretic peptide increased cyclic guanosine monophosphate (cGMP) urinary excretion, but reduced electrolytes reabsorption in a dependent-concentration manner. The crude venom and the natriuretic peptide increased the arterial blood pressure, but decreased the hematocrit values, evaluated after in vivo experiments. However, the natriuretic peptide increased urinary flow and heartbeat frequency. In vivo renal function was evaluated by the clearance of inulin. The scorpion crude venom decreased the clearance of inulin, but this parameter was increased after natriuretic peptide treatment. The renal cortex blood flux, estimated by the clearance of p-aminohippurate, was reduced after the crude venom treatment. In conclusion, we demonstrated that Tityus serrulatus venom induced renal hemodynamic effects that were blocked in vitro by prasozin. In vivo experiments showed how the crude venom and its isolated components act increasing arterial blood pressure, heartbeat frequency and altered renal function.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A insuficiência renal crônica (IRC) e a hipertensão arterial sistêmica (HAS) são patologias com alta morbidade e mortalidade, consumindo grandes verbas de saúde pública. A disfunção endotelial presente tanto na IRC, como na hipertensão, contribui para a manutenção de elevada resistência periférica, favorecendo complicações como a aterosclerose. Esta disfunção endotelial é parte de um estado pró-trombótico, levando à ocorrência de eventos cardiovasculares, principal causa de morte nestas patologias. O óxido nítrico (NO) tem um papel importante na modulação da atividade plaquetária. Anormalidades na síntese e/ou inativação do NO são descritas tanto na insuficiência renal crônica como na hipertensão. Estudos prévios demonstraram uma redução do influxo de L-arginina em eritrócitos e plaquetas de pacientes hipertensos e em um modelo animal de hipertensão. Além disso, em IRC, nosso grupo mostrou uma ativação da via L-arginina-NO em plaquetas. O objetivo dessa tese é avaliar a via L-arginina-NO na HAS e em diferentes estágios da IRC, bem como investigar o ciclo da uréia, e a presença de marcadores de estresse nesses pacientes. De acordo com o presente estudo pôde-se verificar que não houve alteração na síntese de NO em eritrócitos na hipertensão, todavia ocorre uma ativação do ciclo da uréia, que pode ser dada pelo aumento do influxo de L-arginina eritrocitário previamente demonstrado. Não foi demonstrada diferença significativa na peroxidação lipídica sistêmica, em plaquetas ou eritrócitos na HAS. Em plaquetas, no entanto, houve uma redução da atividade da NO sintase (NOS), que não foi acompanhada por alteração da expressão das isoformas da NOS, da arginase, da fosfodiesterase 5 (PDE5) ou da guanilato ciclase (GC) solúvel. Essa redução na síntese de NO em plaquetas pode ser explicada por um menor influxo de L-arginina que está presente na hipertensão. Os eritrócitos de pacientes renais crônicos em hemodiálise mostraram um maior influxo de L-arginina associado a um aumento da expressão e da atividade da arginase, não havendo diferença na atividade da NOS. Além disso, apesar e não ter sido mostrado alteração nos marcadores de peroxidação lipídica em eritrócitos e plaquetas, foi detectado um aumento dos mesmos no soro de pacientes com IRC em hemodiálise. Por outro lado, as plaquetas dos mesmos pacientes apresentaram uma maior expressão da eNOS, da iNOS e da GC solúvel, acompanhada de uma redução da atividade da arginase, o que pode justificar a disfunção plaquetária que existe nesses pacientes. Plaquetas de pacientes portadores de IRC em tratamento conservador mostraram um aumento da atividade da NOS associado com maior expressão tanto da iNOS como da eNOS. Curiosamente foram detectados menores concentrações de 35-monofosfato de guanosina cíclica (GMPc), não havendo no entanto, diferença nos padrões de agregação plaquetária induzida por colágeno ou adenosina difosfato (ADP). As descobertas aqui apresentadas certamente contribuirão para uma melhor compreensão da fisiopatologia da HAS e da IRC. / Chronic renal failure (CRF) and essential hypertension (EH) are diseases associated with high rates of morbidity and mortality, consuming huge amounts of money from the public health system. The endothelial dysfunction existent in both diseases, CRF and EH, contributes to the maintenance of the high peripheral resistance, and contribute to circulatory complications such as atherosclerosis. This endothelial dysfunction is part of a pro-thrombotic state, leading to cardiovascular events, which are the major cause of death in these disorders. Nitric oxide (NO) plays an important role in the modulation of platelet function. Abnormalities of NO synthesis or inactivation are described in CRF and EH. It was previously reported an inhibition of L-arginine transport in erythrocytes of hypertensive patients and in an animal model of hypertension. Moreover, we have also demonstrated an activation of L-arginine-NO pathway in platelets taken from uraemic patients. The aim of the present thesis is to investigate L-arginine-NO pathway in arterial hypertension and in different stages of chronic renal failure. It will also be evaluated urea cycle and the presence of oxidative stress markers in these patients. According to the present study it was not detected any alteration in erythrocytres NO synthesis in hypertension, however, there was an activation of urea cycle, which could be explained by an increase in L-arginine influx. The present study has not demonstrated significative difference in markers of lipid peroxidation in the serum, platelets or erythrocytes in hypertension. In platelets however, there was an inhibition of NO synthase (NOS) activity without any alterations of NOS isoforms, arginase, phosphodiesterase 5 (PDE5) or soluble guanylyl cyclase (sGC) expression. This reduction of NO synthesis may be explained by a lower influx of L-arginine that is present on hypertension. Erythrocytes from chronic renal failure patients under haemodyalysis have shown an increased influx of L-arginine associated with a higher expression and activity of arginase with no difference in NOS activity. Therefore, although it was not shown abnormalities of lipid per oxidation markers in erythrocytes and platelets, it was detected increased levels of these markers in the serum of chronic renal failure patients under hemodyalysis. On the other hand, platelets from the same patients exhibited increased expression of eNOS, iNOS and soluble guanylyl cyclase associated with reduced arginase activity, which can explain the platelet dysfunction observed in these patients. Platelets taken from patients with chronic renal failure under conservative treatment have shown increased NOS activity associated with higher expression of both iNOS and eNOS. Curiously, it was been detected a lower concentration of cyclic guanosine monophosphate (cGMP), although there was no difference in the patterns of platelet aggregation induced by collagen or adenosine diphosphate (ADP). The findings reported in this study may contribute to a better understanding of EH and CRF physiopathology.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO. / Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A insuficiência renal crônica (IRC) e a hipertensão arterial sistêmica (HAS) são patologias com alta morbidade e mortalidade, consumindo grandes verbas de saúde pública. A disfunção endotelial presente tanto na IRC, como na hipertensão, contribui para a manutenção de elevada resistência periférica, favorecendo complicações como a aterosclerose. Esta disfunção endotelial é parte de um estado pró-trombótico, levando à ocorrência de eventos cardiovasculares, principal causa de morte nestas patologias. O óxido nítrico (NO) tem um papel importante na modulação da atividade plaquetária. Anormalidades na síntese e/ou inativação do NO são descritas tanto na insuficiência renal crônica como na hipertensão. Estudos prévios demonstraram uma redução do influxo de L-arginina em eritrócitos e plaquetas de pacientes hipertensos e em um modelo animal de hipertensão. Além disso, em IRC, nosso grupo mostrou uma ativação da via L-arginina-NO em plaquetas. O objetivo dessa tese é avaliar a via L-arginina-NO na HAS e em diferentes estágios da IRC, bem como investigar o ciclo da uréia, e a presença de marcadores de estresse nesses pacientes. De acordo com o presente estudo pôde-se verificar que não houve alteração na síntese de NO em eritrócitos na hipertensão, todavia ocorre uma ativação do ciclo da uréia, que pode ser dada pelo aumento do influxo de L-arginina eritrocitário previamente demonstrado. Não foi demonstrada diferença significativa na peroxidação lipídica sistêmica, em plaquetas ou eritrócitos na HAS. Em plaquetas, no entanto, houve uma redução da atividade da NO sintase (NOS), que não foi acompanhada por alteração da expressão das isoformas da NOS, da arginase, da fosfodiesterase 5 (PDE5) ou da guanilato ciclase (GC) solúvel. Essa redução na síntese de NO em plaquetas pode ser explicada por um menor influxo de L-arginina que está presente na hipertensão. Os eritrócitos de pacientes renais crônicos em hemodiálise mostraram um maior influxo de L-arginina associado a um aumento da expressão e da atividade da arginase, não havendo diferença na atividade da NOS. Além disso, apesar e não ter sido mostrado alteração nos marcadores de peroxidação lipídica em eritrócitos e plaquetas, foi detectado um aumento dos mesmos no soro de pacientes com IRC em hemodiálise. Por outro lado, as plaquetas dos mesmos pacientes apresentaram uma maior expressão da eNOS, da iNOS e da GC solúvel, acompanhada de uma redução da atividade da arginase, o que pode justificar a disfunção plaquetária que existe nesses pacientes. Plaquetas de pacientes portadores de IRC em tratamento conservador mostraram um aumento da atividade da NOS associado com maior expressão tanto da iNOS como da eNOS. Curiosamente foram detectados menores concentrações de 35-monofosfato de guanosina cíclica (GMPc), não havendo no entanto, diferença nos padrões de agregação plaquetária induzida por colágeno ou adenosina difosfato (ADP). As descobertas aqui apresentadas certamente contribuirão para uma melhor compreensão da fisiopatologia da HAS e da IRC. / Chronic renal failure (CRF) and essential hypertension (EH) are diseases associated with high rates of morbidity and mortality, consuming huge amounts of money from the public health system. The endothelial dysfunction existent in both diseases, CRF and EH, contributes to the maintenance of the high peripheral resistance, and contribute to circulatory complications such as atherosclerosis. This endothelial dysfunction is part of a pro-thrombotic state, leading to cardiovascular events, which are the major cause of death in these disorders. Nitric oxide (NO) plays an important role in the modulation of platelet function. Abnormalities of NO synthesis or inactivation are described in CRF and EH. It was previously reported an inhibition of L-arginine transport in erythrocytes of hypertensive patients and in an animal model of hypertension. Moreover, we have also demonstrated an activation of L-arginine-NO pathway in platelets taken from uraemic patients. The aim of the present thesis is to investigate L-arginine-NO pathway in arterial hypertension and in different stages of chronic renal failure. It will also be evaluated urea cycle and the presence of oxidative stress markers in these patients. According to the present study it was not detected any alteration in erythrocytres NO synthesis in hypertension, however, there was an activation of urea cycle, which could be explained by an increase in L-arginine influx. The present study has not demonstrated significative difference in markers of lipid peroxidation in the serum, platelets or erythrocytes in hypertension. In platelets however, there was an inhibition of NO synthase (NOS) activity without any alterations of NOS isoforms, arginase, phosphodiesterase 5 (PDE5) or soluble guanylyl cyclase (sGC) expression. This reduction of NO synthesis may be explained by a lower influx of L-arginine that is present on hypertension. Erythrocytes from chronic renal failure patients under haemodyalysis have shown an increased influx of L-arginine associated with a higher expression and activity of arginase with no difference in NOS activity. Therefore, although it was not shown abnormalities of lipid per oxidation markers in erythrocytes and platelets, it was detected increased levels of these markers in the serum of chronic renal failure patients under hemodyalysis. On the other hand, platelets from the same patients exhibited increased expression of eNOS, iNOS and soluble guanylyl cyclase associated with reduced arginase activity, which can explain the platelet dysfunction observed in these patients. Platelets taken from patients with chronic renal failure under conservative treatment have shown increased NOS activity associated with higher expression of both iNOS and eNOS. Curiously, it was been detected a lower concentration of cyclic guanosine monophosphate (cGMP), although there was no difference in the patterns of platelet aggregation induced by collagen or adenosine diphosphate (ADP). The findings reported in this study may contribute to a better understanding of EH and CRF physiopathology.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO. / Introduction: nitric oxide (NO) is an inorganic gas with a short half life that plays a critical role in maintaining vascular homeostasis and blood fluidity in physiological conditions. NO is synthesized from the cationic amino acid L-arginine by a family of enzymes: nitric oxide synthase (NOS). Studies have shown that red blood cells (RBCs) express functional endothelial NOS (eNOS), which potentially serves as an intraluminal NO source. Moreover, circulating RBCs participate in antioxidant defence, scavenging oxygen free radicals and preventing oxidative damage to biological membranes and NO destruction. High fat diets are associated with an increased risk of cardiovascular disease and metabolic syndrome, but the exact mechanisms are not completely clear. The objective of this study was to investigate the effects of different high fat (HF) diets in the RBC L-arginine-NO pathway and in oxidative stress in C57BL/6 mice. Methods: three-month-old male C57BL/6 mice were fed different diets for a 10-week period: a standard diet or high-fat (HF) diet containing lard oil (HF-L), olive oil (HF-O), sunflower oil (HF-S) or canola oil (HF-C). Studies of L-arginine transport, mediated by cationic transport systems y+ and y+L, basal activity of NOS, expression of eNOS and inducible NOS (iNOS), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) formation, and antioxidant enzymes catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities in RBCs were analysed in these groups. Results: total L-arginine influx into RBCs was upregulated in the HF-O group compared to controls and other HF diet groups. When transport systems were fractionated, there was a higher activation of system y+ in the HF-O group in relation to controls and other HF diet groups. L-arginine transport via system y+L in RBCs was increased in the HF-O, HF-S and HF-C groups compared to controls and the HF-L group. In addition, NOS activity and eNOS expression were enhanced in RBCs, independent of unsaturated HF diets. An overexpression of iNOS was observed in the HF-O group compared with controls. In contrast, the HF-L group showed an inhibition of the RBC L-arginine-NO pathway. The analysis of lipid peroxidation and antioxidant enzyme catalase activity revealed no differences among the groups studied. On the other hand, HF-O induced activation of another antioxidant enzyme, superoxide dismutase (SOD). Conclusions: this study provides the first evidence that systems y+ and y+L mediate increased L-arginine transport into mice RBCs from the HF-O group. Moreover, all unsaturated high-fat diets can induce an increase in basal NOS activity associated with an overexpression of eNOS. It is possible that changes in the lipid composition of the plasmatic membrane induced differently by HF diets could affect transporters and enzymes in RBCs. An inhibition of the L-arginine-NO pathway in HF-L group could contribute to the development of atherosclerosis, while HF unsaturated diets may have a protector effect via enhanced generation of NO.