Selenium is an element that can modulate the dopaminergic neurotransmission. Studies show that diphenyl diselenide, an organic compound of selenium, has antioxidant activity improves depressive-like behavior and reduce the activity of the enzyme monoamine oxidase (MAO). However, there are few studies concerning about possible alterations of diphenyl diselenide in dopaminergic system. Thus, the purpose of the present study was to evaluate the effects of acute and sub-chronic treatment of diphenyl diselenide on amphetamine-induced behavioral and biochemical alterations in mice. In the acute treatment, the mice were treated with diphenyl diselenide (5 and 10 mg/kg, s.c.) or vehicle (10% Tween 80, s.c.) 30 min before administration of amphetamine (1.25 mg/kg, i.p.). After 25 min, locomotor activity was assessed with an open field and, also, the time of stereotypy and immobility was assessed in a glass cage. Sub-chronic treatment was conducted with seven administrations of diphenyl diselenide (5 and 10 mg/kg, s.c.), or its vehicle being one administration per day. On the eighth day, amphetamine (1.25 mg/kg, i.p.) was administered and the behavioral tests were conducted after 25 min. In both treatments ex vivo tests were performed: isoform activity MAO-A and MAO-B, and measurement of total protein and non-protein thiol levels, oxidation of diclorofluorescein. Amphetamine increased the number of crossing and rearing in the open field test and diphenyl diselenide prevented only the increase in the number of crossings when acutely administered to mice. Furthermore, amphetamine increased the time of immobility and stereotypy in mice. Diphenyl diselenide did not prevent these effects. By contrary, at 10 mg/kg, sub-chronic administration of diphenyl diselenide increased per se the time of immobility and stereotypy. It was also found a positive correlation between immobility and stereotypy in acute and sub-chronic treatment with diphenyl diselenide. It was also detected a decrease in brain MAO-B activity caused by sub-chronic treatment with diphenyl diselenide either alone or in combination of amphetamine. Any change was detected in oxidative stress parameters. In conclusion, sub-chronic administration of diphenyl diselenide can promote a behavioral sensitization that seems to be, at least in part, dependent of MAO-B inhibition. / O selênio é um elemento químico capaz importante para o funcionamento celular, envolvido também na modulação do sistema dopaminérgico. Estudos mostram que o disseleneto de difenila, um composto orgânico de selênio, possui atividade antioxidante, melhora o comportamento tipo-depressivo relacionado à inibição da atividade da enzima monoamino oxidase (MAO). No entanto, existem poucos estudos acerca dos efeitos do disseleneto de difenila sobre o sistema dopaminérgico. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos do tratamento agudo e sub-crônico do disseleneto de difenila sobre as alterações bioquímicas e comportamentais induzidas por anfetamina em camundongos. No tratamento agudo, os camundongos foram tratados com disseleneto de difenila (5 e 10 mg/kg, s.c.) ou veículo (10% de tween 80, s.c.) 30 minutos antes da administração de anfetamina (1,25 mg/kg, i.p.). Após 25 minutos, foram avaliados a atividade locomotora através do teste de campo aberto, além do tempo de estereotipia e imobilidade, avaliado em caixa espelhada. O tratamento subcrônico foi realizado com sete administrações de disseleneto de difenila ou veículo (5 e 10 mg/kg, s.c.) sendo uma administração por dia. No oitavo dia foi administrada a anfetamina (1,25 mg/kg, i.p.) e realizados os testes comportamentais 25 minutos após. Em ambos os tratamentos os testes ex-vivo realizados foram: atividade das isoformas MAO-A e MAO-B, níveis de tióis totais e não-protéico, oxidação da diclorofluoresceína. O tratamento com anfetamina aumentou o número de cruzamentos e de levantadas no teste do campo aberto e o disseleneto de difenila preveniu somente o número de cruzamentos quando administrado agudamente aos camundongos. Além disso, o tratamento com anfetamina aumentou o tempo de imobilidade e estereotipia em camundongos. O disseleneto de difenila não preveniu estes efeitos. Pelo contrário, na dose de 10 mg/kg, a administração subcrônica de disseleneto de difenila aumentou per se o tempo de imobilidade e de estereotipia. Uma correlação positiva entre o tempo de estereotipia e de imobilidade foi também encontrada tanto para o tratamento agudo como subcrônico com disseleneto de difenila. Também foi detectada uma diminuição na atividade cerebral da MAO-B causada pelo tratamento subcrônico com disseleneto de difenila tanto per se quanto em combinação com a anfetamina. Não foram encontradas alterações em parâmetros de estresse oxidativo. Em conclusão, o tratamento subcrônico com disseleneto de difenila pode promover uma sensibilização comportamental que parece ser, pelo menos em parte, dependente da inibição da MAO-B.

Made available in DSpace on 2016-03-22T17:26:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriela Lorea Godoi.pdf: 2588661 bytes, checksum: 727e9c41458c3dce6b21674525afb233 (MD5) Previous issue date: 2007-12-15 / Alzheimer s disease (AD) is the most common form of dementia among elder. Neuropathological hallmarks include amyloid plaque formation, neurofibrillary tangles, neuronal and synaptic loss. The deposit of senile plaques is consistent with induction of oxidative stress, and since free radical scavengers can alleviate amyloid-beta-induced oxidative stress markers, this study aims to identify the neuroprotective effects of the selenium compounds (ebselen and diphenyl diselenide) on the neurotoxicity of amyloid-beta in primary cultures of murine hippocampal neurons. Samples were subjected to immunocytochemistry and western blotting techniques to determine what influence the treatments may have on synaptic protein SNAP-25 and neuronal death. There was a strong increase in relative cell viability associated with ebselen and diphenyl diselenide treatment. Significant increases were observed in the level of synaptic marker synaptosomal-associated protein SNAP-25 with both selenium compounds treatment. Although demonstrated the potential protective effect of selenium compounds in the course of AD, further investigations of synaptic function are important as a therapeutic strategy for AD / .

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Acute liver failure (ALF) induced by acetaminophen (APAP) is a complex process associated with glutathione (GSH) depletion, energetics metabolism changes and mitochondrial dysfunction, resulting in the impairment of maintenance of tissue normal function. On this matter, organoselenium compounds, such as diphenyl diselenide (PhSe)2, have been highlighted in the last years due to the antioxidant properties and the hepatoprotective effects, however, the (PhSe)2 hepatoprotection mechanism remains unclear. So, this work was aimed to deepen into understanding of the effects of (PhSe)2 on the mitochondrial dysfunction as well as the signaling pathway during the ALF induced by APAP. Firstly, it was performed a comparative study between the organoselenium compound and the classical antidote (N-acetylcysteine, NAC) in the liver homogenate. (PhSe)2 presented similar results to the NAC reducing the oxidative damage markers, maintaining the GSH levels and enhancing the survival after the APAP overdose. The treatment with (PhSe)2 reduced plasmatic levels of transaminases (aspartate and alanine aminotransferase) and the morphological/histological changes. In addition, (PhSe)2 was able to reduce significantly the oxidative damage such as lipid peroxidation, reactive oxygen and nitrogen species generation, mitochondrial protein carbonylation and mitochondrial viability after ALF induced by APAP. In this context, the levels of non enzymatic antioxidants, such as GSH, and enzymatic antioxidants, such as catalase, Mn superoxide dismutase, glutathione peroxidase and glutathione reductase remained to the control levels. In general, the results noticed in this work the probably (PhSe)2 mechanism is closely related with the maintenance of antioxidant defense system and inhibition of mitochondrial transition permeability (MPT) indicated by reduction of mitochondrial swelling, activity preservation of respiratory complexes I, II and ATPase, and maintenance of H+ gradient with the mitochondrial membrane potential (Δψm) generation. It was observed that (PhSe)2 was able to limit the impairment of mitochondrial bioenergetics function with the normalization of oxidative phosphorilation (OXPHOS) and activation of heat shock protein pathway through the enhance of HSP70 levels, which in turn, modulates the MPT protecting the mitochondrial viability. (PhSe)2 treatment was able to maintain the appropriated levels of cytokines associated with the liver recovery, such as tumoral necrosis factor alfa (TNF-α), interleukin 6 (IL-6) and nuclear factor kappa B (NF-κB). Moreover, the integrity of cellular bioenergetic function could be associated with the increase of peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator (PGC-1α), helping to restore the nuclear respiratory factor 1 (NRF1) levels associated with the mitochondrial biogenesis. Finally, (PhSe)2 could be a useful therapeutic alternative that would contribute to the liver recovery, controlling the quality of mitochondrial function and maintaining homeostasis and cellular health. / A insuficiência hepática aguda (IHA) induzida por paracetamol (APAP) é um processo complexo que envolve depleção de glutationa (GSH), mudanças no metabolismo energético e disfunção mitocondrial, o que resulta na incapacidade de manter o funcionamento adequado do órgão. Neste contexto, a utilização de compostos orgânicos de selênio como o difenil disseleneto (PhSe)2 tem se destacado nos últimos anos, devido as propriedades antioxidantes e efeitos hepatoprotetores, no entanto, o mecanismo pelo qual (PhSe)2 age não está totalmente esclarecido. Assim, este estudo busca aprofundar nossos conhecimentos sobre as ações do (PhSe)2 na disfunção mitocondrial assim como a sinalização intracelular durante a IHA induzida por APAP. Para tanto, estabelecemos primeiramente um parâmetro comparativo entre o composto orgânico de selênio e o antídoto clássico (N-acetil cisteina, NAC), em homogenato. O (PhSe)2 foi tão efetivo quanto NAC reduzindo os marcadores de dano oxidativo, auxiliado na manutenção dos níveis de GSH e aumentando o tempo de sobrevivência após a intoxicação por APAP. O tratamento com (PhSe)2 reduziu alterações morfológica, minimizou o dano quando analisamos histologicamente o tecido hepático e determinou uma redução nos níveis plasmáticos dos indicadores de dano hepatocelular (AST e ALT). Além disso, o (PhSe)2 foi eficaz na redução significativa do dano oxidativo ao limitar a peroxidação lipídica, formação de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, carbonilação de proteínas mitocondriais e viabilidade mitocondrial após a IHA induzida por APAP. Neste contexto, os níveis de antioxidantes não enzimáticos, tais como GSH, e enzimáticos, tais como as enzimas catalase, manganês superoxido dismutase, glutationa peroxidase e glutationa redutase, também foram mantidos semelhantes ao grupo controle. Em geral os resultados observados neste estudo indicam que um importante mecanismo pelo qual o (PhSe)2 exerce os seus efeitos terapêuticos está relacionado a manutenção da atividade do sistema de defesa antioxidante e inibição da transição de permeabilidade mitocondrial (MPT) indicados pela redução do inchaço mitocondrial, preservação da atividade dos complexos respiratórios I, II e ATPase, e manutenção do gradiente de H+ com a formação do potencial de membrana mitocondrial (Δψm). Também observamos que o (PhSe)2 limita a perda do funcionamento bioenergético mitocondrial com a manutenção dos níveis adequados de fosforilação oxidativa (OXPHOS) e ativa a via das proteínas do choque térmico aumentando a expressão de HSP70, a qual apresenta um efeito modulador importante sobre a MPT preservando a viabilidade mitocondrial. O tratamento com (PhSe)2 foi efetivo em preservar níveis apropriados de citocinas envolvidas na recuperação do tecido hepático, tais como fator de necrose tumoral alfa (TNF- α), interleucina 6 (IL-6) e fator nuclear kappa B (NF-κB). Além disso, a manutenção bioenergética celular poderia estar associada com os elevados níveis transcricionais do receptor gama ativado por proliferador de peroxissoma (PGC-1α) que auxilia a restaurar os níveis de fator nuclear respiratório 1 (NRF1) os quais estão envolvidos no processo de biogênese mitocondrial. Por fim, o (PhSe)2 poderia ser uma importante alternativa terapêutica a qual auxiliaria na recuperação do fígado, controle de qualidade mitocondrial e manutenção da homeostase e saúde celular.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Monosodium glutamate (MSG) has been the target of research due to its toxicological effects. Neonatal administration of MSG in animals can affect the morphological and electrophysiological organization of the brain, leading to behavioral disorders in adulthood, including increased pain sensitivity. The present study aimed to investigate the mechanism of action by which MSG induces nociception and the effect of diphenyl diselenide (PhSe)2, an organoselenium compound with pharmacological properties already documented, on nociception induced by MSG. Newborn Wistar rats were treated with ten subcutaneous injections of MSG at a dose of 4.0 g/kg or saline, once a day. At the 60th day of life, rats received daily (PhSe)2 (1 mg/kg) or vehicle (canola oil) by intragastric route for 7 days. The behavioral tests (locomotor activity, hot plate, tail-immersion and mechanical allodynia) were carried out. In addition, hippocampal ex vivo assays were performed to determine Na+, K+-ATPase and Ca2+-ATPase activities, cytokines levels and [3H] glutamate uptake. The results demonstrated that MSG increased nociception in the hot plate test, but not in the tail immersion test, and in the mechanical allodynia stimulated by Von-Frey Hair. (PhSe)2 decreased all nociceptive behaviors induced by MSG. MSG increased hippocampal Na+,K+-ATPase and Ca2+-ATPase activities and pro-inflammatory cytokines levels as well as decreased the anti-inflammatory cytokine (IL-10) and the [3H]glutamate uptake in hippocampi of rats. (PhSe)2 treatment protected against these alterations. These results demonstrated the mechanisms of action involved in nociception induced by MSG and the antinociceptive action of (PhSe)2 after neonatal injections of MSG in rats through the decrease hippocampal excitotoxicity and neuroinflammation associated to the administration of MSG in rats. / O Glutamato monossódico (GMS) tem sido alvo de investigação devido aos seus efeitos toxicológicos. A administração neonatal de GMS em animais pode influenciar na organização morfológica e eletrofisiológica do cérebro, levando a distúrbios de comportamento na idade adulta, incluindo o aumento da sensibilidade à dor. O presente estudo teve como objetivo pesquisar o mecanismo pelo qual o GMS induz nocicepção e avaliar o efeito do disseleneto de difenila (PhSe)2, um composto orgânico de selênio com propriedades farmacológicas já documentadas, na nocicepção induzida por GMS. Ratos Wistar recém-nascidos foram tratados com dez injeções subcutâneas de GMS na dose de 4,0 g/kg ou salina, uma vez por dia. Aos 60 dias de vida, os ratos receberam (PhSe)2 (1mg /kg) ou o veículo (óleo de canola), por via intragástrica, uma vez ao dia, durante 7 dias. Testes comportamentais (atividade locomotora, teste da placa quente, imersão da cauda e alodinia mecânica) foram realizados após trinta minutos do último tratamento com (PhSe)2. Além disso, ensaios ex vivo foram realizados para determinar a atividade das enzimas Na+, K+-ATPase e da Ca2 +-ATPase, os níveis de citocinas e a captação de glutamato em hipocampo. Os resultados demonstraram um aumento na nocicepção induzida por GMS no teste da placa quente e no teste de alodinia mecânica, porém não no teste de imersão da cauda. O (PhSe)2 diminuiu todos os comportamentos nociceptivos induzidos pelo GMS. O GMS estimulou a atividade da Na+, K+-ATPase e da Ca2+-ATPase e induziu o aumento dos níveis de citocinas pró-inflamatórias, bem como a diminuição da citocina anti-inflamatória, IL-10, e da captação de glutamato no hipocampo de ratos. O tratamento com (PhSe)2 protegeu contra estas alterações. Estes resultados demonstraram mecanismos de ação envolvidos na nocicepção induzida pelo GMS e a ação antinociceptiva do (PhSe)2 após injeções neonatais de GMS em ratos através da diminuição da excitotoxicidade e neuroinflamação hipocampal associada à administração de GMS em ratos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Pesticides are substances used in agricultural areas and public health programs to control pests and disease vectors. Among pesticides, organophosphates (OPs) are considered the most toxic to vertebrates. Diphenyl diselenide [(PhSe)2] is an organoselenium compound that presents pharmacological activities, among that the antioxidant effect. Therefore, the aim of this study was to evaluate the pharmacological effects of (PhSe)2 in acute models of toxicity induced by chlorpyrifos (CPF) and acephate (AC) in rats, as well as to investigate the hyperglycemic and hyperlipidemic effects of CPF which has not been described. In the first experimental protocol (article 1), the effect of (PhSe)2 on hepatic and hematological toxicity induced by CPF in rats was evaluated. The animals were pre-treated by intragastric route (p.o.) with (PhSe)2 (5 mg/kg) once a day for 7 days. On the 8th and 9th days, (PhSe)2 (5 mg/kg; p.o.) was administered to rats 30 min prior to subcutaneous (s.c.) injection of CPF (50 mg/kg). Twenty-four hours after the last CPF injection, rats were killed. The aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and lactate dehydrogenase (LDH) activities were determined in plasma of rats. Lipid peroxidation, protein carbonyl and non-protein thiol (NPSH) levels as well as catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR) and gluthatione S-transferase (GST) activities were determined in livers of rats. Hematologic parameters were also assayed. CPF caused an increase in AST, ALT and LDH activities, an increase in lipid peroxidation and protein carbonyl levels, a decrease in NPSH levels and an inhibition of CAT, GPx, SOD and GST activities. In addition, CPF exposure caused hematologic toxicity, evidenced mainly by a decrease in total leukocytes levels. (PhSe)2 protected against toxic effects induced by CPF in rats. Moreover, (PhSe)2 increased per se NPSH levels and GST activity in livers of rats. In the second experimental protocol (article 2), the effect of (PhSe)2 on metabolic disorders induced by AC in rats was investigated. (PhSe)2 (10 or 30 mg/kg; p.o.) was administered to rats 1 hour prior to AC administration (140 mg/kg; p.o.). Two hours after AC administration, rats were killed. Glucose and corticosterone levels as well as the lipid status were determined in plasma of rats. Cardiovascular risk factor and the atherogenic index were calculated. Glycogen levels as well as tyrosine aminotransferase (TAT) and glucose-6-phosphatase (G6Pase) activities were determined in livers of rats. Cerebral acetylcholinesterase (AChE) activity was assayed. AC induced an increase in glucose, corticosterone and triglycerides (TG) levels, an increase in TAT and G6Pase activities and an inhibition of AChE activity. The cardiovascular risk factor [(TG/ high density lipoprotein (HDL)] was increased in AC exposed rats. (PhSe)2 attenuated these alterations, except for the increase of corticosterone levels and AChE activity inhibition. In the third experimental protocol (article 3), the hyperglycemic and hyperlipidemic effects of CPF in rats were investigated. The mechanisms involved in hyperglycemia induced by CPF were also studied. CPF was administered once to rats at the dose of 50 mg/kg, s.c. Animals were killed at 2, 4, 8, 12 e 24 hours after CPF administration. Glucose and corticosterone levels as well as lipid status and paraoxonase-1 (PON-1) activity were determined in plasma of rats. Cardiovascular risk factors and the atherogenic index were calculated. Glycogen levels as well as TAT and G6Pase activities were determined in livers of rats. Cerebral AChE activity was assayed. CPF caused an increase in glucose, glycogen, corticosterone, TG and low density lipoprotein (LDL) levels, an increase in TAT and G6Pase activities, a decrease in HDL levels and PON-1 activity and AChE activity inhibition. The cardiovascular risk factors and atherogenic index were increased in CPF exposed rats. The results of the present study demonstrated that (PhSe)2 protected against toxic effects induced by CPF and AC in rats. CPF exposure caused hyperglycemia and hyperlipidemia in rats. The gluconeogenesis pathway activation is involved in the hyperglycemic effect caused by CPF. Considering that the crescent use of OPs worldwide has been the cause of many severe human poisoning cases, the results of the present work are of great importance, since that (PhSe)2 may represent an alternative to alleviate the OPs-induced toxicity. / Os agrotóxicos são substâncias empregadas nas áreas agrícolas e em programas de saúde pública, para o controle de pragas e vetores que transmitem doenças. Dentre os agrotóxicos, os inseticidas organofosforados (OFs) são considerados os mais tóxicos aos vertebrados. O disseleneto de difenila [(PhSe)2] é um composto orgânico de selênio para o qual já foram descritas diversas propriedades farmacológicas, entre elas a atividade antioxidante. Dessa forma, este trabalho teve como objetivos avaliar os efeitos farmacológicos do (PhSe)2 em modelos de toxicidade aguda induzida por clorpirifós (CPF) e acefato (AC) em ratos, bem como, avaliar os efeitos hiperglicêmico e hiperlipidêmico do CPF, os quais não estão descritos na literatura. No primeiro protocolo experimental (artigo 1), avaliou-se o efeito do (PhSe)2 na toxicidade hepática e hematológica induzida por CPF em ratos. Os animais foram pré-tratados com (PhSe)2 (5 mg/kg) pela via intragástrica (p.o.) uma vez ao dia durante 7 dias. No 8º e 9º dias o (PhSe)2 (5 mg/kg; p.o.) foi administrado 30 min antes da administração subcutânea (s.c.) de CPF (50 mg/kg). Os animais foram mortos vinte e quatro horas após a última administração de CPF. A atividade das enzimas aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e lactato desidrogenase (LDH) foram determinadas no plasma dos ratos. Os níveis de peroxidação lipídica, carbonilação de proteínas e tióis não-protéicos (SHNP), bem como a atividade das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR) e glutationa S-transferase (GST) foram determinados no fígado dos ratos. Os parâmetros hematológicos também foram analisados. O CPF causou aumento da atividade das enzimas AST, ALT e LDH, aumento dos níveis de peroxidação lipídica e carbonilação de proteínas, diminuição dos níveis de SHNP e inibição das enzimas CAT, GPx, SOD e GST. Além disso, a exposição ao CPF causou toxicidade hematológica, evidenciada principalmente pela diminuição dos níveis de leucócitos totais. O (PhSe)2 protegeu contra os efeitos tóxicos induzidos pelo CPF em ratos. Além disso, o (PhSe)2 aumentou per se os níveis de SHNP e a atividade da GST no fígado dos ratos. No segundo protocolo experimental (artigo 2), investigou-se o efeito do (PhSe)2 nos distúrbios metabólicos induzidos por AC em ratos. O (PhSe)2 (10 ou 30 mg/kg; p.o.) foi administrado aos animais 1 hora antes da administração de AC (140 mg/kg; p.o.). Os animais foram mortos duas horas após a administração de AC. Os níveis de glicose e corticosterona bem como o perfil lipídico foram determinados no plasma dos ratos. Os fatores de risco cardiovascular e o índice aterogênico foram calculados. Os níveis de glicogênio bem como a atividade das enzimas tirosina aminotransferase (TAT) e glicose-6-fosfatase (G6Pase) foram analisados no fígado dos ratos. A atividade da acetilcolinesterase (AChE) cerebral também foi determinada. O AC causou aumento dos níveis de glicose, corticosterona e triglicerídios (TG), aumento da atividade das enzimas TAT e G6Pase e inibição da AChE. O fator de risco cardiovascular [(TG/lipoproteína de alta densidade (HDL)] aumentou nos ratos expostos ao AC. O (PhSe)2 atenuou essas alterações, exceto para o aumento dos níveis de corticosterona e para a inibição da AChE. No terceiro protocolo experimental (artigo 3), investigou-se o efeito hiperglicêmico e hiperlipidêmico do CPF em ratos. Também foram estudados os mecanismos envolvidos no efeito hiperglicêmico do CPF. O CPF foi administrado uma única vez na dose de 50 mg/kg, s.c.. Os animais foram mortos em diferentes tempos após a administração de CPF (2, 4, 8, 12 e 24 horas). Os níveis de glicose e corticosterona bem como o perfil lipídico e a atividade da paraoxonase-1 (PON-1) foram determinados no plasma dos ratos. Os fatores de risco cardiovascular e o índice aterogênico foram calculados. Os níveis de glicogênio bem como a atividade das enzimas TAT e G6Pase foram analisados no fígado dos ratos. A atividade da AChE cerebral também foi determinada. O CPF causou aumento dos níveis de glicose, glicogênio, corticosterona, TG e lipoproteína de baixa densidade (LDL), aumento da atividade das enzimas TAT e G6Pase, diminuição dos níveis de HDL e da atividade da PON-1 e inibição da atividade da AChE. Os fatores de risco cardiovascular e o índice aterogênico aumentaram nos animais expostos ao CPF. Os resultados do presente trabalho demonstraram que o (PhSe)2 protegeu contra a toxicidade induzida por CPF e AC em ratos. A exposição ao CPF causou hiperglicemia e hiperlipidemia em ratos. A ativação da via da gliconeogênese está envolvida no efeito hiperglicêmico causado pelo CPF. Considerando-se que a exposição aos OFs é cada vez mais freqüente e que é a causa de diversas doenças, os resultados deste trabalho são de grande importância, uma vez que o (PhSe)2 pode representar uma alternativa para atenuar a toxicidade causada pelos OFs.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Among various antioxidant therapeutic applications, neuroprotective action is highlighted sinceoxidative stress is recognized as one of the events involved in cell damage which occur in most of neurological disorders, including Parkinson s disease (PD). Consequently, the search for natural and/or synthetic antioxidants which may be effective in the treatment of neurological disorders has grown over the past years. In this context, several studies have shown the antioxidant potential of selenium organic compound diphenyl diselenide (DPDS) in vitro and in vivo, but there are still few studies talking about antioxidant activity of Valeriana officinalis (V. officinalis). Likewise, there is no research on the possible beneficial effects of these agents in models of neurological diseases such as PD using Drosophila melanogaster (D. melanogaster), an specie that has been used with great reliability in the reproduction of dopaminergic dysfunction models. Thus, the objective of this study was to evaluate the in vitro antioxidant activity of V. officinalis, as well as, the effect of supplementation of extract from roots of this plant and DPDS on behavioral and biochemical changes induced by pesticide rotenone exposure in D. melanogaster. As a result, we verify that: ethanolic extract from V. officinalis inhibited the generation of TBARS caused by various pro-oxidants agents in rat s brain homogenate in vitro, diminished deoxyribose degradation and generation of reactive oxygen species (ROS) caused by quinolinic acid (QA); flies exposed to rotenone were significantly lower than control group in behavioral tests of climbind and open-field (number of crossings and immobility time) and higher incidence of mortality. V. officinalis treatment was effective in reducing these effects, except against the decrease in number of crossings. Exposure to rotenone decreased in flies cell viability and non protein thiol content, but V. officinalis treatment normalized to the control levels. Rotenone increased mRNA expression on superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and tyrosine hydroxilase (TH) enzymes, which were restored by treatment with V. officinalis; DPDS supplementation was not effective in offering protection against locomotor and biochemical alterations induced by rotenone. In addition, DPDS per se induced an increase in ROS production and decreased survival rate of flies. In general, data showed that V. officinalis may be a promising neuroprotective agent, since it was effective in reducing the oxidative damage caused by different neurotoxic agents and toxic effects caused by rotenone exposure. Thus, the use of this plant extract may be beneficial in reducing neurological disorders associated to the oxidative stress. In relation to the use of DPDS, further studies aimed at the concentrations used are necessary, given that the concentration tested in this work did not offer protection against rotenone damage effects, DPDS potentiated the effect of this pesticide on mortality and exhibited toxic effects per se. Overall, these results contribute to the advancement of research focused on the toxicology and pharmacology of natural and synthetic products and screening for agent that provide neuroprotection and may be promising to assist in the treatment of neurodegenerative diseases, including PD. / Dentre as várias aplicações terapêuticas dos antioxidantes, destaca-se a ação neuroprotetora, uma vez que, o estresse oxidativo (EO) é reconhecido como um dos eventos envolvidos nos danos celulares que ocorrem na maioria das doenças neurológicas, incluindo a doença de Parkinson (DP). Consequentemente, a procura por antioxidantes naturais e/ou sintéticos que possam ser eficazes no tratamento de distúrbios neurológicos tem crescido muito ao longo dos últimos anos. Neste contexto, vários trabalhos têm evidenciado o potencial antioxidante do composto orgânico de selênio disseleneto de difenila (DPDS) in vitro e in vivo; mas, ainda, são escassos estudos acerca da atividade antioxidante da planta Valeriana officinalis (V. officinalis). Da mesma forma, ainda não há pesquisas sobre os possíveis efeitos benéficos desses agentes em modelos de doenças neurológicas, como a DP, utilizando a Drosophila melanogaster (D. melanogaster), uma espécie que vem sendo usada com bastante confiabilidade na reprodução de modelos de disfunção dopaminérgica. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antioxidante in vitro da V. officinalis, bem como, os efeitos oriundos da suplementação com o extrato da raiz desta planta e com DPDS sobre alterações comportamentais e bioquímicas induzidas pela exposição ao pesticida rotenona em D. melanogaster. Como resultados, verificamos que o extrato etanólico de V. officinalis inibiu a geração de TBARS causada por diferentes agentes pró-oxidantes, em homogeneizado de tecido cerebral de rato in vitro; diminuiu a degradação da desoxirribose e a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), causada pelo ácido quinolínico (AQ); as moscas expostas à rotenona tiveram um desempenho significativamente inferior ao grupo controle nos testes comportamentais de escalada e campo-aberto (número de cruzamentos e tempo de imobilidade), bem como, uma maior incidência de mortalidade. O tratamento com V. officinalis foi eficaz em reduzir esses efeitos, exceto frente à diminuição do número de cruzamentos. A exposição à rotenona diminui a viabilidade celular e o conteúdo de tiol protéico das moscas, que foi normalizada aos níveis do controle pelo tratamento com V. officinalis. A rotenona aumentou a expressão de mRNA das enzimas Superóxido dismutase (SOD), Catalase (CAT) e Tirosina hidroxilase (TH) quando comparado ao grupo controle e a alteração observada na expressão da SOD e CAT foi restaurada pelo tratamento com V. officinalis; a suplementação com DPDS não foi eficaz em oferecer proteção contra as alterações locomotoras e bioquímicas induzidas por rotenona. Além disso, o DPDS induziu per se um aumento na produção de ERO e uma diminuição na taxa de sobrevivência das moscas. De forma geral, os dados obtidos mostram que a V. officinalis pode ser considerada um agente neuroprotetor promissor, uma vez que foi eficaz em reduzir os danos oxidativos causados por diferentes pró-oxidantes e os efeitos tóxicos causados pela exposição à rotenona. Assim, o uso do extrato desta planta pode ser benéfico na redução de complicações neurológicas associadas ao EO. Com relação ao uso do DPDS, mais estudos voltados para as concentrações utilizadas são necessários, tendo em vista que, na concentração testada neste modelo experimental, o mesmo não ofereceu proteção contra os efeitos danosos da rotenona, potencializou o efeito do pesticida sobre a taxa de mortalidade e exibiu efeitos tóxicos per se. De forma geral, esses resultados contribuem para o avanço das pesquisas voltadas para a toxicologia e farmacologia de produtos naturais e sintéticos e para a triagem de agentes que ofereçam neuroproteção e possam ser promissores para auxiliar na terapêutica de doenças neurodegenerativas, incluindo a DP.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Seizures can occur at any age, affecting at least 1-2% of the world population, they are far more common in children than adults. Prolonged seizures in the early developmental period can cause brain damage and lead to serious consequences later in life. In the present study the potential neurotoxicity of diphenyl diselenide, as measured by the manifestation of seizures in rat pups (postnatal day, PND, 12-14) was evaluated. The results suggest that the latency for the appearance of tonic-clonic seizures, characterized by rearing and falling of rat pups body, was dependent of the dose tested. Diphenyl diselenide at high doses induced seizure episodes in rat pups. The highest dose of diphenyl diselenide (500mg/kg) increased the levels of lipid peroxidation and catalase activity as well as decreased d-ALA-D (d-aminolevulinate dehydratase) and Na+, K+-ATPase activity in brain of rat pups. Our results indicate the possible involvement of free radical oxygen injury in diphenyl diselenide-induced seizures. The data obtained with the dose of 150 mg/kg in the brain of rats that exhibiting seizures are: an increase in lipid peroxidation levels; the lack of effect on catalase activity; an inhibition of d-ALA-D activity, supporting that the enzyme activity is more sensitive than other parameters analyzed as an indicator of oxidative stress. The lowest dose of diphenyl diselenide in brain emphasizes the relationship between the appearance of seizures and the latency for the onset of the first episode. Taken together, this paper could add to our understanding of diphenyl diselenide neurotoxic effect demonstrated by the appearance of seizures which are, at least in part, related to the oxidative stress. / As convulsões podem ocorrer em todas as idades, afetando cerca de 1-2% da população mundial, sendo mais comum em crianças do que em adultos. Convulsões prolongadas no período de desenvolvimento podem levar a sérias conseqüências na idade adulta. Neste estudo o potencial neurotóxico do disseleneto de difenila foi avaliado pela manifestação de convulsões em ratos jovens (12-14 dias de vida). Os resultados sugerem que a latência para o aparecimento de convulsões tônicoclônicas, é dependente da dose testada. O disseleneto de difenila em altas doses induziu episódios convulsivos em ratos jovens. A maior dose de disseleneto de difenila (500mg/kg) aumentou os níveis de peroxidação lipídica, atividade da catalase bem como diminuiu as atividades da d-ALA-D (d-aminolevulinatodesidratase) e Na+, K+-ATPase no cérebro dos ratos jovens. Nossos resultados indicam o possível envolvimento dos danos causados pelos radicais livres nas convulsões induzidas pelo disseleneto de difenila. Os dados obtidos na dose de 150 mg/kg no cérebro dos ratos que exibiram convulsão são: um aumento nos níveis de peroxidação lipídica, atividade da catalase e inibição da atividade da d-ALA-D, suportando que a atividade desta enzima é mais sensível que os outros parâmetros analisados como um indicador do estresse oxidativo. A menor dose de disseleneto de difenila no cérebro enfatiza a relação entre o aparecimento das convulsões e a latência para o primeiro episódio convulsivo. Contudo, este trabalho pode demonstrar os efeitos neurotóxicos do disseleneto de difenila, em ratos jovens, caracterizados pelo aparecimento de convulsões, que são em parte, relacionadas ao estresse oxidativo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In last years, selenium organic compounds of selenium have been targets of interest in organic synthesis because of their synthetic application and their pharmacological properties. Diphenyl diselenide (PhSe)2 is an organic compound of selenium that has several pharmacological effects; however the poor water-solubility and low oral bioavailability can be a limit for its clinical utility. Polymeric nanoparticles has been an impotant model to carry drugs with advantages such as increase bioavailability, targeting to specific sites and the possibility of encapsulation of lipophilic compounds quite efficiently. In view of the quest for developing a system to control drug release and improve its oral bioavailability, this study aims to prepare nanospheres and nanocapsules of (PhSe)2 by the interfacial deposition method of preformed polymer cores using different oils (miglyol, canola oil and omega-3) as the oil core. The nanocapsules will be characterized by measuring the pH, mean particle size, polydispersity index, zeta potential, rate of association and determination of (PhSe)2. By adjusting the process parameters, the results of the optimized formulation showed a size distribution with a polydispersity index of up to 0.2, an average diameter of less than 330 nm, zeta potential was greater at -16 mV, and encapsulation rate efficiency of 99.9 % found for all formulations developed. The biological tests performed in mice with the nanocapsules of (PhSe)2 containing canola oil as the oil core, showed increased bioavailability of the (PhSe)2 compared with the (PhSe)2 free, showing a proeminent influence of nanoparticle systems for biological properties of organochalcogenium compounds. / Nos últimos anos, os compostos orgânicos de selênio têm sido alvos de interesse em síntese orgânica em virtude da descoberta de suas aplicações sintéticas e de suas propriedades farmacológicas. O disseleneto de difenila (PhSe)2 é um composto orgânico de selênio que apresenta diversos efeitos farmacológicos descritos, porém a pouca solubilidade em água e baixa biodisponibilidade oral podem ser um limite para seu uso clínico. Nanopartículas poliméricas vem sendo um importante modelo para o carreamento de fármacos, apresentando vantagens como maior biodisponibilidade, direcionamento a sítios específicos e possibilidade de encapsulamento de compostos lipofílicos de maneira bastante eficiente. Tendo em vista a busca pelo desenvolvimento de um sistema de controle da liberação de fármacos, este trabalho teve como objetivo preparar nanoesferas e nanocápsulas de (PhSe)2 através do método de deposição interfacial do polímero pré-formado utilizando diferentes óleos (miglyol, óleo de canola e ômega-3) como como núcleo oleoso. As nanocápsulas foram caracterizadas através da medida do pH, tamanho médio de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, taxa de associação e doseamento do (PhSe)2. Os resultados das formulações desenvolvidas apresentaram uma distribuição do tamanho de partícula com um índice de polidispersão de até 0,2; diâmetro médio inferior a 330 nm; o potencial zeta foi superior a -16 mV, onde a taxa de encapsulamento encontrada foi de 99,9% para todas as formulações desenvolvidas. Os ensaios biológicos feitos em camundongos com as nanocápsulas de (PhSe)2 contendo óleo de canola como núcleo oleoso mostraram maior biodisponibilidade das nanocápsulas de (PhSe)2 em comparação com o (PhSe)2 livre, mostrando uma proeminente influencia dos sistemas nanoparticulados nas propriedades biológicas de compostos organocalcogênio.

The hyperglycemia and oxidative stress are factors strongly involved on development of many disorders that characterize the Diabetes Mellitus. It is known that some organic and inorganic selenium compounds are potent antioxidant agents and present similar activity to the insulin in the control of hyperglycemia. Base on these data, the present study evaluated the effect of the organoselenium compound, diphenyl diselenide, on the δ-ALA-D activity and biochemical parameters of diabetic type 1 rats, induced by alloxan. The animals were treated with 6 consecutives doses of diphenyl diselenide (10 mg/kg, s.c) administrated before (pretreatment) or after (post-treatment) diabetes induction. Diphenyl diselenide presented inhibitory effect per se on hepatic and renal δ-ALA-D activity. However, this effect was not verified on other tissues. Regarding aminotransaminases, there was no difference on aminotransaminases for both diphenyl diselenide pre and post treated rats at the first week of the induction. Besides, the results suggest that diphenyl diselenide seem to possess ability to regulate the levels of plasma glucose and serum fructosamine altered in diabetic animals. Thus, diphenyl diselenide was not effective in protecting δ-ALA-D inhibition verified in this dose and protocol. However, this compound seems to possess hepatic protector effect and property of reducing the hyperglycemia. Considering that diphenyl diselenide has a simple chemistry structure and it is easily prepared, new studies could be carried out to investigate other pharmacological properties as well the mechanisms involved in diphenyl diselenide effects. / A hiperglicemia e o estresse oxidativo são fatores fortemente envolvidos no desenvolvimento de muitos distúrbios que caracterizam o Diabetes Mellitus. Sabe-se que alguns compostos orgânicos e inorgânicos de selênio são potentes agentes antioxidantes e que determinados compostos inorgânicos de selênio apresentam atividade similar à insulina no controle da hiperglicemia. Baseando-se nesses dados, o presente estudo avaliou o efeito do composto orgânico de selênio, disseleneto de difenila, na atividade da enzima δ-ALA-D e em parâmetros bioquímicos de ratos diabéticos tipo 1, induzidos com aloxano. Os animais foram tratados com 6 doses consecutivas de disseleneto de difenila (10 mg/kg, s.c) administrado antes (pré-tratamento) ou após (pós-tratamento) à indução de Diabetes. O composto em questão apresentou atividade inibitória per se sobre a atividade da enzima δ-ALA-D hepática e renal dos animais pré e pós-tratados e sacrificados 14 dias após a indução. Em contrapartida não foi verificado efeito sobre os demais tecidos. Sobre a atividade hepática, o disseleneto de difenila manteve os níveis de aminotransferases comparáveis aos níveis do controle apenas na primeira semana da indução, tanto no pré quanto no pós-tratamento. Além disso, os resultados encontrados sugerem que o disseleneto de difenila parece possuir a habilidade de regular os níveis de glicose sanguínea e frutosamina sérica que estavam alteradas nos animais diabéticos. Desta maneira, o disseleneto de difenila não foi eficaz em proteger a inibição da atividade da enzima δ-ALA-D verificada nesta dose e protocolo testados, entretanto ele parece possuir atividade hepatoprotetora e propriedade redutora do estado de hiperglicemia. Assim novos estudos poderiam ser realizados para investigar outras propriedades do disseleneto de difenila e os mecanismos envolvidos nestes efeitos farmacológicos, levando também em consideração que o mesmo possui uma estrutura química relativamente simples, que de fato representaria uma vantagem econômica.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest in organoselenium biochemistry and pharmacology has increased in the last two decades due to a variety of organoselenium compounds that possess biological activity. Accordingly, diphenyl diselenide, a simple diaryl diselenide, is known as a safety drug when administered acutely to mice at doses that have antiinflammatory and antinociceptive activities. Therefore, the research of the mechanisms by which this compound exerts its effects is extremely important for the therapeutic application. Based on the considerations above, the aims of the present study were to evaluate the acute toxicity induced by diphenyl diselenide in mice using oral route of administration with the purpose of offering safety in the use of this compound and to verify the antinociceptive and antiinflammatory activities caused by diphenyl diselenide as well as its mechanisms of action. Diphenyl diselenide administered orally produced minor toxicological effects which were evidenced by the index of mortality (lethal-dose > 312 mg/kg). Although diphenyl diselenide did not provide evidence for renal or hepatic toxicity, the body weight gain in mice exposed to this compound was reduced, which might indicate systemic toxicity. The oral administration (p.o.) of diphenyl diselenide inhibited acetic acid-induced abdominal constriction as well as capsaicin-, glutamate- bradykinin (BK)- phorbol myristate acetate (PMA)- and formalin induced nociception and caused a significant increase in tail-immersion response latency time. In addition, diphenyl diselenide co-injected intraplantarly (i.pl.) in association with glutamate induced a significant reduction of the licking and in the paw oedema formation induced by glutamate. The local pretreatment of mice with L-arginine and dithiothreitol (DTT; i.pl.) restored local antinociception caused by diphenyl diselenide when analyzed against glutamateinduced nociception. Moreover, diphenyl diselenide, given orally, caused significant inhibition of the biting behavior induced by intrathecal (i.t.) injection of glutamate, Nmethyl-D-aspartate (NMDA), substance P (SP), interleukin 1b (IL-1b), tumor necrosis factor-a (TNF-a), BK and capsaicin, but completely failed to affect the nociception induced by α-amino-3-hydroxy-5-mehtyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA), kainate and (±)-1-aminocyclopentane-trans-1,3-dicarboxylic acid (trans-ACPD). The antinociceptive effect caused by diphenyl diselenide in the formalin test was reversed by i.t. injection of several K+ channel blockers such as apamin and charybdotoxin (large- and small-conductance Ca2+- activated K+ channel inhibitors, respectively), tetraethylammonium (TEA, non-selective voltage-dependent K+ channel inhibitor), but not glibenclamide (ATP-sensitive K+ channel inhibitor). Injection of mice with inhibitor of nitric oxide (NO) synthase (Nω-nitro-L-arginine; L-NOARG), guanylyl cyclase inhibitors (1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one - ODQ; and methylene blue) and calcium chloride (CaCl2) significantly blocked the antinociceptive effect caused by diphenyl diselenide when assessed on the formalin test. In contrast, i.t. injection of pertussis toxin, an inactivator of Gi/0 protein, did not antagonize the antinociceptive action caused by diphenyl diselenide in the formalin test. Diphenyl diselenide increased nociceptive threshold in mechanical allodynia induced by both partial sciatic nerve ligation (neuropathic pain) and ACF i.pl. injection (inflammatory chronic pain) as well as attenuated acute thermal hyperalgesia induced by i.t. injection of glutamate, NMDA, BK and prostaglandin E2 (PGE2). Together these results suggested the participation of nitric oxide/cyclic GMP/Ca2+ and K+ channel, pathways, inhibition PKA e PKC, as well as glutamatergic, peptidergic and vanilloid systems in the antinociceptive action caused by diphenyl diselenide in mice. / Nos últimos anos, os compostos orgânicos de selênio têm sido alvos de interesse em síntese orgânica em virtude da descoberta de suas aplicações sintéticas e de suas propriedades farmacológicas. O disseleneto de difenila é um composto orgânico de selênio que apresenta baixa toxicidade quando administrado pela via subcutânea em camundongos, nas doses em que exerce ação antinociceptiva e antiinflamatória. Assim, a pesquisa dos mecanismos pelos quais esse composto exerce seus efeitos é importante para a sua aplicação biológica. Desta forma, no presente trabalho investigou-se a toxicidade aguda induzida pelo disseleneto de difenila quando administrado pela via oral em camundongos e as propriedades antinociceptiva e antiinflamatória desse composto, bem como os possíveis mecanismos envolvidos em tal processo. A administração oral do disseleneto de difenila causou baixa toxicidade o que foi evidenciado pelo índice de mortalidade (dose letal > 312 mg/kg). Apesar do disseleneto de difenila não ter apresentado evidências de toxicidade renal e hepática, o ganho de peso corporal dos camundongos foi reduzido, o que pode indicar toxicidade sistêmica causada por esse composto. A administração oral do disseleneto de difenila reduziu o número de contorções abdominais induzidas pelo ácido acético, bem como, preveniu a nocicepção induzida pela injeção intraplantar (i.pl.) de glutamato, capsaicina, formalina, bradicinina (BK) e acetato de forbol miristato (PMA). A administração oral do disseleneto de difenila foi capaz de prevenir a nocicepção térmica, no modelo da imersão da cauda a 55°C. O disseleneto de difenila co-injetado intraplantar com o glutamato causou redução significante na reposta nociceptiva induzida pelo glutamato, sendo que esse efeito antinociceptivo local foi bloqueado pelo prétratamento local com a L-arginina e com o ditiotreitol (DTT). Além disso, a administração oral do disseleneto de difenila preveniu a nocicepção induzida pela injeção intratecal (i.t.) de glutamato, ácido N-metil-D-aspártico (NMDA), capsaicina, BK, substância P (SP), fator de necrose alfa (TNF-a) e interleucina 1b (IL-1b), mas não bloqueou significativamente a nocicepção causada pela injeção i.t. do ácido α-amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolopropionico (AMPA), cainato e ácido (±)-1-aminociclopentano-trans-1,3-dicarboxílico (trans-ACPD). A antinocicepção causada pela administração oral do disseleneto de difenila no teste da formalina foi revertida pelo pré-tratamento com cloreto de cálcio (CaCl2), Nω-nitro-L-arginina (L-NOARG, inibidor da enzima óxido nítrico sintase - NOS), 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-ona (ODQ, inibidor da guanilato ciclase), azul de metileno (inibidor inespecífico da guanilato ciclase), tetraetilamônio (TEA; bloqueador de diferentes tipos de canais de potássio, inclusive os dependentes de voltagem), apamina (bloqueador de canais de potássio de baixa condutância ativados por cálcio) e caribidotoxina (bloqueador de canais de potássio de alta condutância ativados por cálcio), mas não foi significativamente revertida pelo pré-tratamento dos animais com glibenclamida (bloqueador de canais de K+ dependente de ATP) e com o inativador da proteína Gi/o (toxina pertussis). O tratamento oral com disseleneto de difenila reduziu a alodínia mecânica induzida pela ligadura parcial de nervo ciático (dor neuropática) e pela injeção i.pl. de FCA (dor inflamatória crônica) e preveniu a hiperalgesia térmica induzida pela BK, prostaglandina E2 (PGE2), glutamato e NMDA. De acordo com o presente trabalho pode-se sugerir que os mecanismos responsáveis pela ação antinociceptiva causada pelo disseleneto de difenila em camundongos envolvem a participação da via do óxido nítrico/ guanosina monofosfato cíclica (GMPc) /canais Ca2+ e K+, inibição da PKC e PKA, além da participação dos sistemas glutamatérgicos, peptidérgicos e vanilóides.