A diabetes é um distúrbio endócrino do metabolismo dos carboidratos, clinicamente caracterizada por hiperglicemia, resultante da incapacidade do organismo em secretar insulina, defeitos na sua ação ou ambos. Na última década, houve um crescente aumento no número de trabalhos sobre a múltipla hereditariedade de um tipo de diabetes rara e não imunológica diagnosticada antes dos 6 meses de vida, a diabetes neonatal (DN). A maioria dos estudos, existentes na literatura referentes à DN, foi realizada em pacientes e aborda principalmente aspectos clínicos, etiológicos e terapêuticos. No entanto, existe uma deficiência de estudos realizados em modelos animais, a fim de avaliar danos moleculares em tecidos submetidos à hiperglicemia neonatal. Recentemente, as consequências da diabetes no sistema nervoso central (SNC) têm recebido maior atenção, uma vez que os recentes estudos mostram que a hiperglicemia é capaz de promover a ruptura da homeostase redox no cérebro de ratos. Neste sentido, o estresse oxidativo (EO) parece representar um dos mecanismos pelos quais a hiperglicemia danifica o tecido cerebral em um período crucial de desenvolvimento. Diante disso, o presente trabalho objetivou estudar não só a relação do EO com a hiperglicemia neonatal em cérebro de ratos, mas também avaliar se os danos oxidativos promovidos pelas espécies reativas de oxigênio (ERO) na condição hiperglicêmica podem estar envolvidos no processo de morte celular neuronal. Para isso, foram utilizados ratos Wistar de 5 dias de vida, divididos em dois grupos: controle e diabético. O modelo de diabetes foi induzido pela administração intraperitoneal de estreptozotocina (STZ) em uma única dose de 100 mg/Kg peso corporal, sendo que foram considerados diabéticos os ratos com glicemia >200mg/dL. Os animais foram sacrificados com 10 dias de vida, ou seja, 5 dias após a administração de STZ. O cérebro total dos animais foi homogeneizado, centrifugado e o homogeneizado utilizado para as medidas de parâmetros de EO e expressão proteica. Além disso, o cérebro total foi utilizado em cortes histológicos para análise do parâmetro de morte celular neuronal, avaliada pela técnica FluoroJade C. Os parâmetros de EO analisados foram o metabolismo da glutationa, que engloba a atividade das enzimas glutationa S-transferase (GST), glutationa redutase (GR), glutamato-cisteína ligase (GCL) e a 8 determinação da concentração de glutationa total e reduzida (GSH/GSSG). A medida do peróxido de hidrogênio (H2O2) também foi avaliada, juntamente com a quantificação proteica por “Western Blot” do fator nuclear eritroide relacionado ao fator 2 (Nrf2), da superóxido dismutase (SOD), da catalase (CAT), da glutationa peroxidase (GPx), da heme oxigenase 1 (HO-1) e da tiorredoxina (TRX). Os parâmetros relativos à sobrevivência e morte celular avaliados foram a quantificação proteica por “Western Blot” da proteína cinase B (AKT), da proteína cinase B fosforilada (p-AKT), da glicogênio sintase cinase 3 β (GSK3β), da p38 proteína cinase ativada por mitógenos (p38), proteína cinase c-Jun N-terminal (JNK), da célula-B de linfoma 2 (Bcl2) e da proteína X associada a Bcl2 (Bax). Os ratos submetidos ao modelo de hiperglicemia neonatal não apresentaram diferenças significativas nos parâmetros relacionados ao metabolismo da glutationa (GST, GR, GCL e GSH/GSSG), tampouco nas concentrações de H2O2 quando comparados ao grupo controle. A expressão proteica do Nrf2 foi diminuída no grupo diabético, enquanto que a expressão da CAT, HO-1 e TRX se apresentaram aumentadas no grupo diabético quando comparado ao grupo controle. Não foram encontradas diferenças significativas nas expressões proteicas da SOD e GPx. As expressões proteicas das proteínas p38 e Bcl2 foram aumentadas, enquanto a expressão da p-AKT se mostrou reduzida no grupo diabético. Já com relação à expressão das proteínas JNK, GSK3β e Bax não houve diferença significativa nos grupos analisados. Finalmente, com relação à técnica que avaliou morte celular neuronal, o grupo diabético apresentou três vezes mais marcações de neurônios fluorescentes, ou seja, com morte celular quando comparado com o grupo controle. Portanto, esses resultados sugerem que o EO pode representar um mecanismo envolvido nos efeitos da hiperglicemia no SNC de ratos neonatos. Além disso, as alterações na expressão de proteínas envolvidas em vias de sobrevivência/morte celular colaboram para o resultado de morte celular verificado no cérebro de animais com hiperglicemia neonatal e mostram os efeitos nocivos da DN em um período crucial de desenvolvimento cerebral. / Diabetes is an endocrine disorder of the carbohydrates metabolism clinically characterized by hyperglycemia, resulting from the inability of the body to secrete insulin, defeats in its action and both. In the last decade, there has been an increasing number of studies about neonatal diabetes (DN), a type of diabetes non-immunological diagnosed before 6 months of life. The most studies related to DN was developed in patients and mainly deal with clinical, etiological and therapeutic aspects. However, there is a few of studies in animal models in order to assess molecular damage in tissues submitted to neonatal hyperglycemia. Recently, the consequences of diabetes in the central nervous system (CNS) have received increased attention, as recent studies show that hyperglycemia is capable of promoting the rupture of redox homeostasis in the rat brain. Wherefore, the present work aimed to study not only the relationship between EO and neonatal hyperglycemia in rat brain, but also evaluate if the oxidative damage promoted by reactive oxygen species (ROS) in the hyperglycemic condition may be involved in the neuronal cell death process. For this, 5-day-old Wistar rats were used to promote the induction of diabetes, which was done with a single intraperitoneal streptozotocin (STZ) administration (100 mg/kg body weight). Rats with glycemia> 200 mg/dL were considered diabetic. The rats were sacrificed in 10 days of life, wherefore five days after STZ adiminstration. The whole brain of the rats was homogenized, centrifuged and homogenized used for EO techniques and protein expression measurements. In addition, total brain was used in histological sections for analysis of the neuronal cell death. The EO parameters evaluated were the activity of the glutathione S-transferase (GST), glutathione reductase (GR), glutamate-cystein ligase (GCL) and the determination of total and reduced glutathione concentration (GSH/GSSG). Hydrogen peroxide (H2O2) was evaluated along with Western Blot protein quantification of catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), heme oxygenase (HO-1) and thioredoxin (TRX). Relative to cell survival and death were evaluated protein kinase B (Akt), phosphorylated protein kinase B (p-Akt), glycogen synthase kinase 3β (GSK3β), p38 mitogen-activated protein kinase (p38), c-Jun amino-terminal kinases (JNK), phosphorylated c-Jun amino-terminal kinases (p-JNK), B-cell 10 lymphoma 2 (Bcl2) and Bcl2-associated protein X (Bax) by western blot. The neonatal hyperglycemia was not able to promote significant differences in the glutathione metabolism (GST, GR, GCL and GSH / GSSG) nor in the H2O2 measurement when compared to the control group. Nrf2 protein expression was decreased whereas CAT, HO-1 and TRX protein expression were increased in the diabetic group when compared to the control group. No significant differences were found in the protein expression of SOD and GPx. Also, p38 and Bcl2 protein expression was increased, whereas p-Akt was decreased in the diabetic group, already regarding the expression of JNK, p-JNK, Jsk3β and Bax proteins there were no significant difference in the analyzed groups. Finally, relative to neuronal cell death technique, the diabetic group presented three fold more neuronal cell death with fluorescent marking characteristic, when compared to the control group. Therefore, these results suggest that OE may represent a mechanism involved in the effects of hyperglycemia in the central nervous system of neonatal rats. In addition, changes in the expression of proteins involved in survival/death cell pathways contribute to the outcome of cell death, result found in the brain of animals with neonatal hyperglycemia and finally show the harmful effects of neonatal diabetes in a crucial period of brain development.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada. / The epithelial cell is the first contact between microorganisms and host. This interaction results in production of several cytokines, chemokines, and inflammatory molecules by epithelial cells and also stimulate the generation of reactive oxygen species (ROS). In the present study, we have evaluated whether the interaction to HEp-2 cells causes genotoxicity to mutants derived from Escherichia coli K-12 deficient in some enzymes that are part of the system of base excision repair (BER). Moreover, we measured the expression of SOS system, which is induced by the presence of damage to the bacterial genome. Our results showed mainly presence of filamentous bacterial growth in xthA mutant (BW9091) and triple xthA nfo nth mutant (BW535) when submitted to HEp-2 cells interaction assays. When experiments were performed in the absence of mannose, data showed enhanced interaction of viable bacteria to HEp-2 cells for all strains tested. Furthermore, the removal of D-mannose resulted in an increase in both number and size of bacterial filamentous forms, indicating the involvement of mannose-sensitive adhesins in the filamentation of these strains. In order to verify whether the increased filamentation growth in this assay was a consequence of SOS induction, triggered by interaction to HEp-2 cells, we measured expression of SOS in the presence and absence of D-mannose. Indeed, we observed higher expression of SOS response in the absence of mannose than in experiments performed in the presence of D-mannose. Moreover, we observed that the absence of xthA was important to filamentation increasing in absence of D-mannose. Based on these results, we verified if interaction to abiotic surfaces, like glass, could lead to filamentation of these strains. We also observed numerous filaments in BER mutants, BW9091 and BW535, when compared to wild-type strain AB1157. The filamentation observed was a consequence of SOS induction, triggered by attachment to the glass surface. In part, the filamentation and SOS induction observed in these experiments were related to ROS production. We also quantified interacted bacterial cells and it was observed moderated biofilm formation in all strains tested. However, biofilm formation depended on the ability of the bacteria to induce the SOS response, under both aerobic and anaerobic conditions. The oxygen tension was important factor for interaction of the BER mutants, since these mutants exhibited decreased quantitative adherence under anaerobic conditions. However, this decrease was not related to BER mutants death. Scanning electron microscopy was also performed in the wild-type strain and BER mutants (BW9091 e BW535) and biofilm formation was confirmed under both aerobic and anaerobic conditions. We observed a structure similar to a extracellular matrix which involved biofilms of wild type strain (AB1157) and xthA mutant (BW9091). However, the formation of this structure by both strains depended on the oxygen tension, since biofilm formation, under anaerobiosis condition, did not presented this structure. In conclusion, was provided that bacterial interaction to biotic and abiotic surfaces can lead to damage of bacterial genome, resulting in SOS induction and associated filamentation.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 891731 bytes, checksum: f01a81cec277f616c4c03d6ff835d6ca (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The toxicity of arsenic (As) and its effects on antioxidant system were analyzed in S. intermedia. Plants treated in nutrient solution, pH 6.5, were exposed to increasing concentrations of As over a period of 24 hours. The objectives of this study were to evaluate the effects of toxic levels of As on production of reactive oxygen species (ROS), the antioxidative system and root external morphology. The increasing concentration of As was accompanied by higher production of reactive oxygen species and lipid peroxidation. There was a linear augmentation in the amount of superoxide anion and an increase in amount of hydrogen peroxide up to a concentration of 1.0 mg L-1 As. Augmentation in the amount of anthocyanins and higher activity of the enzymes superoxide dismutase (SOD), peroxidase ( POX), ascorbato peroxidase (APX), glutathione peroxidase (GPX) and glutathione reductase (GR) was also observed. In contrast, there was a slight decay in catalase activity. Despite the reduction in the concentration of hydrogen peroxide in higher concentrations of As, the activity of antioxidant enzymes was not enough to buffer the damage, since the concentration of superoxide anion and MDA increased linearly with the increase of As. In a second experiment, nitric oxide (NO) was supplied as sodium nitroprusside (SNP). Plants treated in nutrient solution, pH 6.5, ½ ion force, were subjected to four conditions: control (nutrient solution); SNP (15 mg L-1); As (2.0 mg L-1); As + SNP (2.0 and 15 mg L-1, respectively) over a period of 24 hours. It was evaluated the influence of nitric oxide (NO) on membrane damage and activity of antioxidant enzymes and NO production enzyme. In situ fluorescence detection was used to reveal NO presence. There was an increase in MDA content, membrane leakage, activity of antioxidative enzymes and nitrate reductase comparing 2.0 mg L-1 As conditions with As + SNP treatment. Therefore, it is considered that the protective effect of the application of SNP appears reflects direct reaction of NO with ROS. The plants under arsenic stress showed higher NO production, confirmed by the increase in nitrate reductase activity and augmentation in fluorescence levels. When provided exogenously, NO also acted directly in the removal of toxic metabolites generated in response to As. Therefore, it was found that NO, supplied by SNP, buffers As toxicity in S. intermedia. / A toxicidade do arsênio (As) e seus efeitos no sistema antioxidante enzimático e não enzimático foram analisados em Spirodela intermedia. As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, foram expostas a concentrações crescentes de As por 24 horas. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos de níveis tóxicos de As sobre a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), o sistema antioxidante enzimático e não enzimático e a morfologia externa das raízes. O acréscimo na concentração de As nas plantas desencadeou danos como aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e peroxidação lipídica. Houve aumento linear do ânion superóxido, porém o peróxido de hidrogênio aumentou somente até a concentração de 1,0 mg L-1 de As. Também foi observado incremento no teor de antocianinas e na atividade das enzimas dismutase do superóxido (SOD), peroxidase (POX), peroxidase do ascorbato (APX), peroxidase da glutationa (GPX) e redutase da glutationa (GR). Em contraste, houve pequena queda na atividade da enzima catalase. Foi visualizado alterações micromorfológicas na coifa da raiz. Apesar da redução no teor de peróxido de hidrogênio nas concentrações mais elevadas, a atividade das enzimas antioxidantes não foi suficiente para amenizar os danos, uma vez que a concentração do ânion superóxido e de MDA aumentou linearmente com o acréscimo de As. As alterações micromorfológicas visualizadas na coifa da raiz, provavelmente foram decorrentes do aumento de EROs e consequente aumento da peroxidação lipídica. Em um segundo experimento, óxido nítrico (NO) foi suprido na forma de nitroprussiato de sódio (SNP). As plantas, cultivadas em solução nutritiva, pH 6,5, ½ força iônica, foram expostas a quatro tratamentos, sendo eles controle e As com e sem SNP, permanecendo nessas condições por 24 horas. Avaliou-se a influência do óxido nítrico (NO) sobre o dano de membrana e a atividade das enzimas antioxidativas e produtora de NO. Realizou-se também a detecção de fluorescência in situ desencadeada por NO. Houve aumento no teor de MDA, extravasamento de eletrólitos, enzimas antioxidativas e redutase do nitrato ao comparar o tratamento As (2,0 mg L-1) com As na presença de SNP. Sendo assim, considera-se que o efeito protetor da aplicação de SNP parece ser resultado da reação direta do NO com os EROs. Nas plantas submetidas ao estresse por As, observou-se maior produção de NO, resultado comprovado pela redutase do nitrato e pelo aumento na fluorescência. Quando fornecido na forma exógena, o NO também agiu diretamente na remoção de metabólitos tóxicos gerados em resposta ao As. Assim, verificou-se que o NO, fornecido pelo SNP, ameniza a toxicidade do As sobre o metabolismo de S. intermedia.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada. / The epithelial cell is the first contact between microorganisms and host. This interaction results in production of several cytokines, chemokines, and inflammatory molecules by epithelial cells and also stimulate the generation of reactive oxygen species (ROS). In the present study, we have evaluated whether the interaction to HEp-2 cells causes genotoxicity to mutants derived from Escherichia coli K-12 deficient in some enzymes that are part of the system of base excision repair (BER). Moreover, we measured the expression of SOS system, which is induced by the presence of damage to the bacterial genome. Our results showed mainly presence of filamentous bacterial growth in xthA mutant (BW9091) and triple xthA nfo nth mutant (BW535) when submitted to HEp-2 cells interaction assays. When experiments were performed in the absence of mannose, data showed enhanced interaction of viable bacteria to HEp-2 cells for all strains tested. Furthermore, the removal of D-mannose resulted in an increase in both number and size of bacterial filamentous forms, indicating the involvement of mannose-sensitive adhesins in the filamentation of these strains. In order to verify whether the increased filamentation growth in this assay was a consequence of SOS induction, triggered by interaction to HEp-2 cells, we measured expression of SOS in the presence and absence of D-mannose. Indeed, we observed higher expression of SOS response in the absence of mannose than in experiments performed in the presence of D-mannose. Moreover, we observed that the absence of xthA was important to filamentation increasing in absence of D-mannose. Based on these results, we verified if interaction to abiotic surfaces, like glass, could lead to filamentation of these strains. We also observed numerous filaments in BER mutants, BW9091 and BW535, when compared to wild-type strain AB1157. The filamentation observed was a consequence of SOS induction, triggered by attachment to the glass surface. In part, the filamentation and SOS induction observed in these experiments were related to ROS production. We also quantified interacted bacterial cells and it was observed moderated biofilm formation in all strains tested. However, biofilm formation depended on the ability of the bacteria to induce the SOS response, under both aerobic and anaerobic conditions. The oxygen tension was important factor for interaction of the BER mutants, since these mutants exhibited decreased quantitative adherence under anaerobic conditions. However, this decrease was not related to BER mutants death. Scanning electron microscopy was also performed in the wild-type strain and BER mutants (BW9091 e BW535) and biofilm formation was confirmed under both aerobic and anaerobic conditions. We observed a structure similar to a extracellular matrix which involved biofilms of wild type strain (AB1157) and xthA mutant (BW9091). However, the formation of this structure by both strains depended on the oxygen tension, since biofilm formation, under anaerobiosis condition, did not presented this structure. In conclusion, was provided that bacterial interaction to biotic and abiotic surfaces can lead to damage of bacterial genome, resulting in SOS induction and associated filamentation.

O hipertireoidismo é uma patologia epidemiologicamente importante, que afeta o sistema cardiovascular de forma proeminente. O estado hipertireoideo pode afetar o metabolismo basal, consumo de O2 celular, sistema renina angiotensina, assim como, estimular a produção de espécies ativas de oxigênio. Estas alterações produzem consequências morfológicas, funcionais, bioquímicas e moleculares no tecido cardíaco. A hipertrofia cardíaca, decorrente do hipertireoidismo, instala-se devido a uma série de eventos que sinalizam à proliferação e sobrevivência celular, envolvendo as espécies ativas de oxigênio, a ativação do sistema renina angiotensina cardíaco e o sistema nervoso autonômico. Neste estudo, bloqueamos o receptor AT1 da angiotensina II para avaliarmos a influência do sistema renina angiotensina cardíaco sobre o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca, a participação do balanço autonômico sobre o coração e o papel das espécies ativas de oxigênio neste processo, em modelo experimental de hipertireoidismo. Para isto, foram utilizados ratos Wistar machos, pesando cerca de 220g, divididos em 4 grupos experimentais: Controle (C), Losartan (L) (10 mg/Kg de peso corporal/dia, 28 dias, sonda intragástrica) , T4 (12mg/L água de beber, 28 dias), e T4+L. Foram avaliados a massa cardíaca, análise espectral do balanço simpato-vagal, a expressão protéica do receptor AT1 da Angiotensina II e da gp91phox, peróxido de hidrogênio (H2O2), Nrf-2 e Heme-oxigenase-1 (HO-1) no tecido cardíaco. A hipertrofia cardíaca e o desequilíbrio autonômico induzidos pelo hipertireoidismo foram atenuados no grupo T4+L. Os níveis de H2O2, Nrf-2, gp91phox e HO-1 foram elevados no grupo T4, e significativamente reduzidos no grupo T4+L, quando comparados ao grupo Controle. A expressão protéica do receptor AT1 esteve elevada nos dois grupos hipertireoideos. Os resultados obtidos sugerem que o bloqueio do receptor AT1 promove importante impacto sobre o balanço simpato-vagal e a hipertrofia cardíaca, no hipertireoidismo, sendo as espécies ativas de oxigênio e o sistema Nrf-2/HO-1 possíveis mediadores destas alterações. / Hyperthyroidism is an epidemiologic relevant pathology, which substantially affects the cardiovascular system. The hyperthyroid state may affect basal metabolism, O2 cell consumption, renin-angiotensin system, and increase reactive oxygen species production. Those alterations produce morphological, biochemical, functional and molecular consequences in cardiac tissue. Hyperthyroidism induced cardiac hypertrophy develops due to a set of events, which signals cell survival and proliferation, including reactive oxygen species, cardiac rennin-angiotensin system, and autonomic nervous system. In the present study, the role of cardiac renin-angiotensin system on development of hyperthyroidism induced cardiac hypertrophy, and the involvement of autonomic nervous system and reactive oxygen species, were assessed trough blockade of angiotensin II receptor AT1. For that, were used male Wistar rats, weighting about 220g, divided in 4 experimental groups,: Control (C), Losartan (L) (10mg/Kg body weight/day, 28 days, intragastric probe), T4 (12mg/L L-thyroxin in drinking water, 28 days), and T4+L. Cardiac mass, spectral analysis (autonomic balance), hydrogen peroxide (H2O2), and myocardial protein expression of angiotensin II receptor (AT1), NADPH oxidase, Nrf-2, and heme-oxygenase-1 (HO-1), were quantified. Cardiac hypertrophy and autonomic umbalance induced by thyroid hormones were attenuated in the T4+losartan group. The H2O2, as well as Nrf-2, gp91phox, AT1 and HO-1 immunocontent were elevated in T4 group. All these effects were attenuated by losartan, except AT1 levels. The overall results suggest that blockade of AT1 receptor lead to relevant impact on autonomic balance and cardiac hypertrophy, being ROS and Nrf-2/ HO-1 system possible mediators in this alterations in experimental hyperthyroidism.

É grande a preocupação quanto à presença de poluentes persistentes (POP) no ambiente aquático, devido ao potencial destes micropoluentes em afetar organismos aquáticos e a saúde humana. Dentre os POP estão os herbicidas atrazina (ATZ) e amicarbazona (AMZ), empregados no controle de ervas daninhas no cultivo de cana-de-açúcar, responsável por grande parte do consumo de herbicidas no país. O conhecimento do destino desses compostos no meio ambiente é essencial para avaliar seus potenciais impactos, embora não haja na literatura estudos detalhados relacionados a esse tema. No presente trabalho, através da combinação de resultados de experimentos realizados em simulador solar empregando matéria orgânica natural isolada, dados da literatura e simulações matemáticas, foi investigado o destino ambiental fotoquímico da AMZ, considerando as características de corpos d\'águas brasileiros. Analogamente e para fins de comparação, simulou-se o destino ambiental fotoquímico da ATZ com base em informações da literatura. Os resultados das simulações indicaram que a matéria orgânica dissolvida e a profundidade da coluna d\'água são as variáveis que mais influenciam na persistência dos dois herbicidas. O tempo de meiavida pode chegar a aproximadamente 2 meses e 1 ano, para AMZ e ATZ, respectivamente. Assim como é importante o entendimento do destino ambiental dos POP, também é essencial a investigação de processos avançados de oxidação desses poluentes, muitos dos quais são fotoirradiados. Procurando contribuir nesse sentido, neste trabalho estudou-se a fotólise da ATZ sob radiação UV em 254 nm, considerando os efeitos da taxa específica de emissão de fótons e da concentração inicial do herbicida. Procurou-se investigar detalhadamente o papel de espécies reativas de oxigênio (ROS) neste processo, resultados até então não discutidos na literatura. Além disso, os resultados obtidos para ATZ foram comparados aos disponíveis na literatura para AMZ. A degradação dos dois herbicidas diminui com o aumento da concentração inicial dos herbicidas, seguindo decaimento de pseudo primeira-ordem e aumentando com a taxa de emissão de fótons. Os resultados sugerem a formação de produtos persistentes e as ROS foram apontadas como atores importantes durante a degradação fotolítica dos herbicidas. / The presence of Persistent Organic Pollutants (POP) in aquatic environment is a subject of great concern, especially due to their capacity to affect not only aquatic organisms but also the human health. Herbicides as atrazine (ATZ) and amicarbazone (AMZ) are also classified as POP and are widely applied to control weeds on sugarcane cultivations, which are responsible for the increased consumption of herbicides in Brazil. The knowledge regarding the fate of these compounds once released into the environment represents an important issue and is also a type of information usually lacking in the available literature. Through the use of results obtained in experiments performed with a solar simulator, literature data, and mathematical simulations, the photochemical destination of AMZ in the environment was studied considering the characteristics of Brazilian surface water bodies. For purposes of comparison, the environmental destination of ATZ was also simulated. The results indicate that the dissolved organic matter and the depth of the water column are the most influential variables in the environmental persistence of these pesticides. Their half-life may extend up to 2 months to a year, for AMZ and ATZ, respectively. Besides the environmental fate, this investigation also aims to shine a light on the degradation of these contaminants in irradiated advanced oxidation processes. Accordingly, ATZ photolysis through the use of UV radiation (254 nm) was studied, whilst taking into consideration both the herbicide initial concentration and the specific photon emission rate. Another important contribution of this study is the investigation of the role of reactive oxygen species (ROS) in photolytic processes, a subject not usually discussed in the literature. In addition, a crossed-reference analysis between the results obtained for ATZ and those available in the literature for AMZ is presented. The degradation of both herbicides diminishes with the increase in their initial concentration and follows a pseudo first-order decay, increasing with the photon emission rate. Moreover, the results indicate that the formation of persistent degradation products does occur and that ROS play a crucial role in photolytic herbicide degradation.

A redução univalente de oxigênio molecular nas células produz intermediários altamente reativos tais como o íon radical Superóxido (O-•2), o radical hidroxil (HO•) e o peróxido de hidrogênio (H2O2). Níveis muito altos ou baixos de tais espécies representam séria ameaça ao metabolismo celular. Diferentes estados patológicos têm sido relacionados com níveis anormais destas espécies em eritrócitos e plaquetas. A proteção biológica contra efeitos tóxicos associados com níveis excessivos de espécies ativadas de oxigênio, tem sido atribuída a três enzimas principais presentes em eritrócitos e outras células: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase. Neste trabalho, foram feitas dosagens dessas enzimas protetoras em eritrócitos de indivíduos portadores de porfiria aguda intermitente. Esta doença caracteriza-se por um defeito na biossíntese de heme e clinicamente manifesta-se por dor abdominal intensa, paralisia e distúrbios neuropsíquicos. Foram encontrados nos pacientes em crise aguda atividades elevadas de superóxido dismutase e de glutationa peroxidase enquanto que a atividade de catalase permaneceu normal. Tais resultados apontam a possibilidade de que as manifestações clínicas de IAP relacionadas com toxicidade por oxigênio. Estejam Comparou-se também a atividade destas três enzimas em eritrócitos de residentes na cidade de são Paulo com o de moradores de Vila Parisi, conhecida pelo seu altíssimo nível de poluiçao atmosférica. Os níveis de superóxido dismutase e de glutationa peroxidase são bem mais elevados (cerca de 1,5 vezes) nos indivíduos residentes em Vila Parisi. A elevação da concentração intracelular destas enzimas pode ser sua resposta ao aumento da taxa de oxidação da oxihemoglobina, a qual é conhecida fonte de íons superóxido. Estes dados demonstram profundas diferenças no metabolismo de 02 entre esses dois grupos e talvez uma possível adaptação metabólica dos moradores de Vila Parisi aos altos níveis de poluição a que estão expostos. / The univalent reduction of molecular oxygen in cells produces very reactive species such as the superoxide anion (O-•2), the hydroxyl radical (HO•) and hydrogen peroxide (H2O2). Abnormally high or low concentrations of such species may represent a serious threat to the cellular metabolism. Indeed, several disorders have been associated with abnormal levels of these species in erythrocytes and platelets.The biological protection against toxic effects due to excessive levels of activated species of molecular oxygen has been attributed mainly to three enzymes occurring in erythrocytes and other cells: superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase. In the present work, we report the activities of SOD, GSH-Px and catalase in the erythrocytes of patients with intermittent acute porphyria (IAP), an inborn error in the heme biosynthetic pathway. The clinical manifestations of IAP include abdominal pain and neuropsychiatric symptons. In patients undergoing acute attack, we found increased levels of SOD and GSH-Px, while that of catalase remains unchanged. These results point to the possibility that the clinical manifestations of IAP are related to oxygen toxicity. We have also compared the activities of these enzymes in residents of the city of são Paulo (Brazil) and in subjects living in Vila Parisi (Cubatão, SP, Brazil), a village submitted to high levels of atmospheric pollution. The erythrocyte SOD and GSH-Px levels were found to be ca. 1.5 fold higher in residents of Vila Parisi. These high intracellular enzyme concentrations may reflect a biological defense against an increase in the rate of oxyhemoglobin oxidation, known to be a source of superoxide species. Our results point to important differences between the two populations with respect to the metabolism of oxygen and, perhaps, a metabolic adaptation in the residents of Vila Parisi to the dramatically high levels of atmospheric pollution.

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes à produção vegetal. A toxicidade por alumínio, que ocorre apenas a pH baixo, tem sido extensamente investigada, enquanto o estresse causado pelo pH baixo tem recebido pouca atenção. Os estudos nesta área quase sempre presumem efeitos aditivos, e portanto independentes, da toxicidade por Al3+ e H+. Este provavelmente não é o caso, sendo que o pH baixo pode ser um fator de predisposição das células ao Al3+. As evidências indicam que o pH baixo causa desarranjos na parede de células em crescimento, gerando estresse que pode comprometer a sua funcionalidade e integridade. É provável que a susceptibilidade a este estresse deve ser dependente da pressão de turgor. Por sua vez, o metabolismo oxidativo e a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na parede celular podem modular a sua extensibilidade por romper ou criar ligações dentro ou entre cadeias de polissacarídeo. Há grande interesse em se conhecer se, à semelhança do que ocorre em leveduras, as células vegetais possuem um sistema de percepção e resposta a estresse da parede. Os pêlos radiculares em crescimento são sensíveis a pH baixo e estresse hipo-osmótico e constituem um bom modelo experimental para estes estudos. Os objetivos deste trabalho foram: a) Otimizar um sistema experimental para o estudo de pêlos radiculares de tomateiro (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom); b) Avaliar as respostas dos pêlos radiculares ao estresse por pH baixo e hipo-osmolaridade; c) Examinar o papel da modulação oxidativa da parede celular nestas respostas; e d) Avaliar a resposta de diferentes mutantes hormonais de Micro-Tom a estes fatores de estresse. Os principais parâmetros avaliados foram a taxa de alongamento (µm.min-1) e a freqüência de rompimento dos pêlos. Tanto o estresse por pH baixo quanto choques hipo-osmóticos resultaram em taxas de alongamento significativamente diminuídos e o rompimento de pêlos radiculares, mas os efeitos dos tratamentos hipo-osmóticos foram mais marcantes. Uma curva de resposta frente à osmolaridade da solução externa revelou que a taxa de alongamento aumentou com a diminuição da osmolaridade até alcançar um limiar em que houve redução drástica da taxa de alongamento e começou-se a observar o rompimento de pêlos. Também se observou uma interação entre hipo-osmolaridade e pH baixo. O emprego do inibidor difenileno iodônio não forneceu evidências do envolvimento de NADPH oxidases da membrana plasmática na resposta de pêlos radiculares a choque hipo-osmótico ou pH baixo. Já no caso do inibidor ácido salicilhidroxâmico, encontrou-se evidências do envolvimento de peroxidases da parede. Nos mutantes hormonais dgt (pouco sensível a auxina) e epi (super produtor de etileno), mas não em not (deficiente em ácido abscísico), os pêlos radiculares apresentaram uma melhor resposta de ajustamento a choque hipo-osmótico do que Micro-Tom, reduzindo o alongamento e o rompimento dos pêlos. Este trabalho fornece fortes evidências de que os pêlos radiculares possuem um mecanismo de percepção e resposta a estresse da parede visando à manutenção de sua integridade e que apresentam bom potencial como sistema modelo nesta linha de pesquisa / Soil acidity is a major factor limiting plant growth worldwide. Aluminum toxicity, which occurs only at low pH, has been extensively studied, whereas low pH stress has received much less attention. Studies on Al3+ and H+ toxicity make the underlying assumption that the effects of these stress factors are additive, and, therefore independent of each other. However, this is most likely not the case and low pH may be a factor which increases susceptibility to further injury by Al3+. There is evidence that low pH causes disruption in cell wall structure of growing cells, which might jeopardize cell wall functionality and integrity. It is likely that turgor pressure plays an important role in cell wall stress caused by low pH. The apoplastic metabolism of reactive oxygen species (ROS) can modulate cell wall extensibility by making or breaking bonds within and between cell wall polysaccharides. A major question is whether, similarly to yeast, plant cells have a cell wall integrity signaling and response system. Growing root hairs are sensitive to low pH and hypo-osmotic stress and are potentially good experimental systems for such investigations. The objectives of this study were: a) Optimize an experimental system to examine tomato (Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom) root hairs; b) Examine the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic stress; c) Examine the role of oxidative modulation of the cell wall in these responses; and d) Evaluate the response of different hormonal mutants of Micro-Tom to these stress factors. Root hair elongation rates (µm.min-1) and the frequency of cell bursting were the major experimental parameters which were evaluated. Both low pH and, more markedly, hypo-osmotic stress caused significant reductions in elongation rates and the bursting of root hair tips. In a response curve to varying osmolarities of the external medium, root hair elongation rates increased with decreasing osmolarities until a threshold was reached and elongation rates decreased drastically and the bursting of root hairs began to be observed. Interactions between low pH and hypo-osmolarity were observed. The use of the inhibitor diphenylene iodonium (DPI) did not provide evidence for the involvement of plasma membrane NADPH in the response of root hairs to low pH and hypo-osmotic shock. However, a role for cell wall peroxidases was provided by use of the inhibitor salicylhydroxamic acid (SHAM). Root hairs of the hormonal mutants dgt (low sensitivity to auxin) and epi (ethylene super producer), but not not (deficient in abscisic acid), displayed a more effective response to hypo-osmotic shock than Micro-Tom, by decreasing elongation rates and cell bursting to a greater degree. This study provides strong evidence to suggest that root hairs have a cell wall integrity response system and that root hairs are potentially good cell model systems for such research

O hipertireoidismo é uma patologia epidemiologicamente importante, que afeta o sistema cardiovascular de forma proeminente. O estado hipertireoideo pode afetar o metabolismo basal, consumo de O2 celular, sistema renina angiotensina, assim como, estimular a produção de espécies ativas de oxigênio. Estas alterações produzem consequências morfológicas, funcionais, bioquímicas e moleculares no tecido cardíaco. A hipertrofia cardíaca, decorrente do hipertireoidismo, instala-se devido a uma série de eventos que sinalizam à proliferação e sobrevivência celular, envolvendo as espécies ativas de oxigênio, a ativação do sistema renina angiotensina cardíaco e o sistema nervoso autonômico. Neste estudo, bloqueamos o receptor AT1 da angiotensina II para avaliarmos a influência do sistema renina angiotensina cardíaco sobre o desenvolvimento da hipertrofia cardíaca, a participação do balanço autonômico sobre o coração e o papel das espécies ativas de oxigênio neste processo, em modelo experimental de hipertireoidismo. Para isto, foram utilizados ratos Wistar machos, pesando cerca de 220g, divididos em 4 grupos experimentais: Controle (C), Losartan (L) (10 mg/Kg de peso corporal/dia, 28 dias, sonda intragástrica) , T4 (12mg/L água de beber, 28 dias), e T4+L. Foram avaliados a massa cardíaca, análise espectral do balanço simpato-vagal, a expressão protéica do receptor AT1 da Angiotensina II e da gp91phox, peróxido de hidrogênio (H2O2), Nrf-2 e Heme-oxigenase-1 (HO-1) no tecido cardíaco. A hipertrofia cardíaca e o desequilíbrio autonômico induzidos pelo hipertireoidismo foram atenuados no grupo T4+L. Os níveis de H2O2, Nrf-2, gp91phox e HO-1 foram elevados no grupo T4, e significativamente reduzidos no grupo T4+L, quando comparados ao grupo Controle. A expressão protéica do receptor AT1 esteve elevada nos dois grupos hipertireoideos. Os resultados obtidos sugerem que o bloqueio do receptor AT1 promove importante impacto sobre o balanço simpato-vagal e a hipertrofia cardíaca, no hipertireoidismo, sendo as espécies ativas de oxigênio e o sistema Nrf-2/HO-1 possíveis mediadores destas alterações. / Hyperthyroidism is an epidemiologic relevant pathology, which substantially affects the cardiovascular system. The hyperthyroid state may affect basal metabolism, O2 cell consumption, renin-angiotensin system, and increase reactive oxygen species production. Those alterations produce morphological, biochemical, functional and molecular consequences in cardiac tissue. Hyperthyroidism induced cardiac hypertrophy develops due to a set of events, which signals cell survival and proliferation, including reactive oxygen species, cardiac rennin-angiotensin system, and autonomic nervous system. In the present study, the role of cardiac renin-angiotensin system on development of hyperthyroidism induced cardiac hypertrophy, and the involvement of autonomic nervous system and reactive oxygen species, were assessed trough blockade of angiotensin II receptor AT1. For that, were used male Wistar rats, weighting about 220g, divided in 4 experimental groups,: Control (C), Losartan (L) (10mg/Kg body weight/day, 28 days, intragastric probe), T4 (12mg/L L-thyroxin in drinking water, 28 days), and T4+L. Cardiac mass, spectral analysis (autonomic balance), hydrogen peroxide (H2O2), and myocardial protein expression of angiotensin II receptor (AT1), NADPH oxidase, Nrf-2, and heme-oxygenase-1 (HO-1), were quantified. Cardiac hypertrophy and autonomic umbalance induced by thyroid hormones were attenuated in the T4+losartan group. The H2O2, as well as Nrf-2, gp91phox, AT1 and HO-1 immunocontent were elevated in T4 group. All these effects were attenuated by losartan, except AT1 levels. The overall results suggest that blockade of AT1 receptor lead to relevant impact on autonomic balance and cardiac hypertrophy, being ROS and Nrf-2/ HO-1 system possible mediators in this alterations in experimental hyperthyroidism.

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic inflammatory, autoimmune disease, characterized by peripheral and symmetrical polyarthritis that leads to joint destruction and deformity due to erosion of cartilage and bone. This is a common disease that affects approximately 1% of the world population and is more common in women than men, however, its peak incidence occurs between the fourth and sixth decades of life. Large amounts of reactive oxygen species (ROS) have been identified in the synovial fluid of RA patients, and such large amounts may lead to oxidative damage of hyaluronic acid, lipid, cartilage matrix and DNA. The accumulation of ROS in the cells, also serves as major intracellular signaling molecules that amplify the inflammatory response synovium proliferative. The objective of this study was to evaluate the levels of ischemia-modified albumin (IMA) and also other markers of oxidative stress and inflammation in 16 patients with RA and 20 healthy controls. IMA levels were significantly higher in RA patients than healthy controls (0.495 ± 0.01 vs 0.433 ± 0.02 ABSU, P=0.038). No significant differences were observed for the other markers studied. Thus it was concluded that besides RA being related to inflammation, elevated levels of IMA in RA patients suggest that this pathology promotes increased oxidative stress. / A artrite reumatoide (AR) é uma doença inflamatória crônica, de caráter autoimune, caracterizada por poliartrite periférica e simétrica, que leva à deformidade e destruição das articulações devido à erosão da cartilagem e do osso. Esta é uma doença comum que afeta aproximadamente 1% da população mundial, sendo mais frequente em mulheres do que nos homens, no entanto, seu pico de incidência ocorre entre a quarta e sexta décadas de vida. Grandes quantidades de espécies reativas de oxigênio (EROs) foram identificadas no fluido sinovial de pacientes com AR, e essa grande quantidade pode levar a dano oxidativo ao ácido hialurônico, lipídios, matriz da cartilagem e ao DNA. O acumulo de EROs nas células, também serve como importantes moléculas sinalizadoras intracelulares que amplificam a resposta inflamatória - proliferativa sinovial. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de albumina modificada pela isquemia (IMA) e outros marcadores de estresse oxidativo e inflamação em 16 pacientes com AR e 20 controles saudáveis. Os níveis de IMA foram significativamente maiores no grupo de pacientes com AR do que os controles saudáveis (0.495 ± 0.01 vs 0.433 ± 0.02 ABSU, P=0.038). Não foram observadas diferenças significativas para os outros marcadores estudados. Desta forma, foi possível concluir que além da AR estar relacionada com a inflamação, os níveis elevados de IMA em pacientes com AR, sugerem que esta patologia promova o aumento do estresse oxidativo.