Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Oximes are chemical compounds used to reactivate the inhibited acetylcholinesterase (AChE) enzyme by organophosphates (OPs). The OPs, besides classically recognized as AChE irreversible inhibitors, are also involved in the generation of oxidative stress conditions. However, researches focusing on the possible antioxidant properties of oximes are lacking in the literature. The aim of this study was to investigate the potential antioxidant and toxic properties of 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime and butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime in mice, and to understand the mechanism(s) by which they act. Firstly, we investigated the existence and the mechanism(s) by which 3- (phenylhydrazono)butan-2-one oxime exert its antioxidant properties (Manuscript 1). The obtained results show that in vitro hydrogen peroxide (H2O2), malonate, or ferrous ions (Fe2+)-induced lipid peroxidation was decreased by low concentrations of the oxime. Oxime treatment did not modify the basal peroxidation level nor prevented the induced lipid peroxidation determined ex vivo. The obtained results suggest that 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime could be employed as a satisfactory antioxidant compound. The absence of toxicity signs after in vivo administration of 3-(phenylhydrazono)butan-2-one oxime to mice may indicate that it could be a safe drug for further studies. The other objective of this study was to investigate the existence and the mechanism(s) by which butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime exert its antioxidant properties (Manuscript 2). The obtained results indicate a significant H2O2, nitric oxide (NO) and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH●) scavenging activity at low oxime concentrations. Besides, the butane-2,3-dionethiosemicarbazone oxime significantly diminished the deoxyribose degradation induced by Fe2+ or Fe2+ + H2O2, and also the benzoate hydroxylation induced by ferric ions (Fe3+) + H2O2 reaction. Besides, the oxime showed a significant inhibitory effect on s-phenantroline reaction with Fe2+. A significant decrease in the basal and pro-oxidants induced lipid peroxidation in brain, liver, and kidney of mice was observed both in vitro and ex vivo. In addition, in our ex vivo experiments the butane-2,3- dionethiosemicarbazone oxime did not determine significant changes in thiol (-SH) levels of liver, kidney and brain, as well as did not modify the delta-aminolevulinate dehydratase (δ- ALA-D) activity in these tissues of mice. The obtained results indicate that the oximes tested depicted significant antioxidant properties, and that further studies are necessary to improve our knowledge regarding the exact antioxidant action mechanism of these oximes. / As oximas são compostos químicos utilizados para reativar a enzima actilcolinesterase (AChE) inibida por organofosforados (OPs). Os OPs, além de serem classicamente reconhecidos como inibidores da AChE, também estão envolvidos em situações que geram estresse oxidativo. Contudo, pesquisas enfocando as possíveis propriedades antioxidantes das oximas são escassas na literatura. O objetivo deste estudo foi investigar o potencial antioxidante e as propriedades tóxicas das oximas 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona e butana- 2,3-dionatiosemicarbazona em camundongos, e entender o(s) possível(is) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) elas atuam. Inicialmente investigamos a existência, e o(s) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) a oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona exerce suas propriedades antioxidantes (Manuscrito 1). Os resultados obtidos mostram que a peroxidação lipídica induzida por peróxido de hidrogênio (H2O2), por malonato, e por íons ferrosos (Fe2+) foi diminuída em baixas concentrações da oxima. O tratamento dos camundongos com a oxima não alterou os níveis basais de peroxidação lipídica, nem preveniu a peroxidação lipídica induzida em experimentos ex vivo. Os resultados obtidos sugerem que a oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona pode ser empregada como um satisfatório composto antioxidante. A ausência de sinais de toxicidade após a administração in vivo da oxima 3-(fenil hidrazona) butano-2-ona em camundongos indica que esta pode ser uma droga segura para futuros estudos. O outro objetivo deste estudo foi investigar a existência e o(s) mecanismo(s) pelo(s) qual(is) a oxima butana-2,3-dionatiosemicarbazona exerce suas propriedades antioxidantes (Manuscrito 2). Os resultados obtidos indicam uma significativa atividade da oxima em neutralizar H2O2, o radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH●), e a formação de óxido nítrico (NO), em baixas concentrações. Além disso, a oxima butana-2,3-dionatiosemicarbazona diminuiu significativamente a degradação da desoxirribose induzida por Fe2+ e pela reação Fe2+ + H2O2, e também a hidroxilação do benzoato induzida pela reação íons férricos (Fe3+) + H2O2. Além disso, a oxima apresentou um efeito inibitório significativo na reação da s- fenantrolina com Fe2+ Uma diminuição significativa na peroxidação lipídica basal e na peroxidação lipídica induzida por agentes pro-oxidantes no cérebro, fígado e rim de camundongos foi observada tanto in vitro quanto ex vivo. A oxima butana-2,3- dionatiosemicarbazona não determinou mudanças nos níveis de tióis (-SH) no fígado, rim e cérebro, bem como não modificou a atividade da enzima delta-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) nestes tecidos de camundongos em experimentos ex vivo. Os resultados obtidos indicam que as oximas testadas apresentaram propriedades antioxidantes significativas, e que futuros estudos são necessários para aumentar o conhecimento a respeito do exato mecanismo de ação antioxidante destas oximas.

Compostos α-aminocarbonilícos como ácido 5-aminolevulínico (ALA) e aminoacetona (AA) apresentam um grande potencial pró-oxidante, pois sofrem reações de enolização e subseqüente oxidação aeróbica, com a formação de espécies radicalares de oxigênio, íons NH4+ e α-oxoaldeídos potencialmente citotóxicos. A α-aminocetona 1,4-diamino-2-butanona (DAB), um análogo da putrescina, é um agente microbicida de vários parasitas incluindo Trypanosoma cruzi. Acredita-se que o mecanismo de morte desencadeado por DAB nos parasitas seja por meio da inibição competitiva da ornitina descarboxilase (ODC), importante enzima do metabolismo de poliaminas, muito embora tenha sido observado de igual forma danos oxidativos nestes parasitas quando tratados com DAB. O objetivo deste trabalho é esclarecer o mecanismo de oxidação química de DAB e sua ação pró-oxidante à cultura de células de mamíferos (LLC-MK2 e RKO), assim como sua atividade microbicida contra tripomastigotas de Trypanosoma cruzi. Demonstramos aqui que DAB, quimicamente similar ao ALA e AA, sofre reação de oxidação catalisada por íons fosfato, e por íons de metais de transição como Fe(II) e Cu(II), resultando na formação de radicais de oxigênio, H2O2, NH4+, 2-oxo-4-aminobutanal como produto principal da oxidação de DAB e de compostos ciclicos de caracter pirrólico. Danos oxidativos observados em ferritina, apotransferrina e liposomos de cardiolipina e fosfatidilcolina (20:80) contribuem para a nossa hipótese de ação pró-oxidante de DAB. O tratamento de células de mamíferos das linhagens LLC-MK2 (IC50 1,5 mM, tratamento de 24 h) e RKO (IC50 0,3 mM, tratamento de 24 h) com DAB levou à alteração do balanço redox celular, à ativação de resposta antioxidante e ao desencadeamento de morte celular via apoptose e parada de ciclo celular. Em culturas de tripomastigotas de T. cruzi o tratamento com DAB culminou na redução da motilitidade e viabilidade destes parasitas (IC50 0,2 mM, tratamento de 4 h), assim como depleção do conteúdo tiólico acompanhado pelo aumento da atividade de TcSOD. Além do mais, DAB mostrou-se eficiente em limitar a invasão de tripomastigotas às células hospedeiras (LLC-MK2) e reduzir a proliferação de amastigotas intracelulares, contudo fortemente relacionada à necrose das células hospedeiras infectadas, uma vez que são alvos mais susceptíveis de ação oxidativa. Estes resultados suportam nossa hipótese que DAB exerce ação pró-oxidante e contribui deste modo com o mecanismo já descrito de morte celular associada à inibição da biossíntese de poliaminas em vários microorganismos. / α-Aminocarbonyl componds such as 5-aminolevunilic acid (ALA) and aminoacetone (AA) have been shown to exhibit pro-oxidant properties. These compounds undergo phosphate-catalyzed enolization in physiological pH and subsequent aerobic oxidation, yielding reactive oxygen species, NH4+ ions and an α-oxoaldehyde highly cytotoxic. The &#945-aminoketone 1,4-diamino-2-butanone (DAB) is a putrescine analogue and a microbicidal agent to various parasites including Trypanosoma cruzi. The mechanism of DAB toxicity to these parasites is attributed to DAB competitive inhibition of ornithine decarboxylase (ODC), a key enzyme on polyamine biosynthesis, although it has also been shown DAB isto implicated in oxidative damage to these parasites. Our aim is to clarify the mechanism of DAB aerobic oxidation and of its putative pro-oxidant activity to mammalian cell cultures (LLC-MK2 and RKO cell linages) and to Trypanosoma cruzi trypomastigotes. Here we show that, similar to ALA and AA, DAB undergoes aerobic oxidation in presence of phosphate ions and of transition metal ions such as Fe(II) and Cu(II), yielding oxygen radicals, H2O2, NH4+ and 2-oxo-4-aminobutanal accompanied by its condensation cyclic products displaying pyrrolic characteristics. Oxidative alterations to ferritin, apotransferrin and liposomes of cardiolipin and phosphatidylcholine (20:80) were observed under DAB treatment strongly supporting our hypothesis of DAB pro-oxidative activity. DAB treatment of mammalian cultured cells LLC-MK2 (IC50 1.5 mM, 24 h incubation) and RKO (IC50 0.3 mM, 24 h incubation) resulted in redox imbalance, induction of antioxidant response, activation of apoptosis pathway and cell cycle arrest. DAB is shown here to trigger Trypanosoma cruzi trypomastigotes decreased parasite motility and viability (IC50 0.2 mM, 4 h incubation), as well as redox thiol imbalance parallel to increase TcSOD activity. In addition, DAB efficiently hampered host cell (LLC-MK2) invasion by trypomastigotes. In addition, intracellular amastigotes showed to be susceptible to DAB toxicity, although strongly related to necrosis of infected host cells, which are more vulnerable to oxidative stress. Altogether, these data support our hypothesis that oxidative stress contributes to DAB cytotoxicity.

Este estudo se propôs a avaliar o potencial inflamatório das partículas eliminadas na exaustão do diesel (PED) e 1,2-naftoquinona (1,2-NQ) sobre outros compartimentos, como o músculo liso vascular (aorta torácica; RTA) e do corpo cavernoso isolados de ratos (RCC) e os mecanismos envolvidos via ensaios funcionais e bioquímicos. A injeção i.tr. das PED e 1,2-NQ em ratos Wistar causou inflamação e hiporreatividade das vias aéreas associados ao aumento significativo do relaxamento evocado pela ACh na RTA. No RCC desses mesmos animais, tanto o GTN quanto o estímulo elétrico (EFS) causou maior relaxamento. O conteúdo basal de TBARs na RTA e pulmão foi reduzido, embora outros testes indicadores de estresse oxidativo e / ou atividade antioxidante não mostraram diferenças entre os grupos. As taxas de expressão gênica / protéica da nNOS no RCC de ratos não diferiram do grupo controle, mas a expressão da eNOS e iNOS foi reduzida na RTA e RCC. Não foram quantificadas concentrações séricas do TNF<font face=\"Symbol\">&#945 ou IL-1<font face=\"Symbol\">b, sugerindo que os efeitos sistêmicos ocorrem independentemente destas citocinas. Conclui-se que o tratamento agudo de ratos com a mistura de poluentes induziu inflamação das vias aéreas (e hiporreatividade), capaz de afetar outros compartimentos, como a musculatura lisa vascular (RTA) e do RCC. / We tested the hypothesis that local inflammation in the airways evoked by intra-tracheal instillation of the environmental chemical 1,2-naphthoquinone (1,2-NQ) and diesel exhaust particles (DEP) is capable of targeting other systemic compartments, such as vessels (rat thoracic aorta; RTA) and corpus cavernosum (RCC), and possible involved mechanisms. After 3h, this treatment induced airways hyporresponsiveness to ACh and local inflammation. This effect was associated with decreased numbers of leukocyte in the blood and spleen and increased number of leukocytes in the bone marrow. Pollutant treatment also markedly increased ACh-induced relaxation in RTA and by both GTN- and electrical stimulation-induced relaxation in RCC. Exposure to pollutants did not affect FE-induced contraction in RTA. Neither serum levels of cytokines (TNF<font face=\"Symbol\">&#945 e IL-1<font face=\"Symbol\">b) nor basal concentration of total nitrate were different amongst groups. No evidence of increased catalase activity in RTA, RCC and lung was found. The treatment reduced the eNOS e iNOS gene expression in RTA e RCC, without significantly affecting the nNOS gene expression in RCC. Our results are consistent with the hypothesis that DEP-induced airways hiporresponsiveness and inflammation can account to produce systemic changes, such as structural and functional changes in the RTA and RCC by means of substances derived from endothelium or due to the ability of these pollutants to act to stimulate the production of scavenger of free radical.

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes à produção vegetal. Apesar da toxicidade por alumínio ter sido extensamente investigada, pouca atenção tem sido dada ao estresse causado pelo baixo pH em si. Existem diferenças marcantes entre células quanto à sensibilidade ao pH baixo que dependem do seu estado de crescimento e desenvolvimento celular e que devem ser exploradas para se entender o que determina a sensibilidade e tolerância a pH baixo. Em alguns casos, a suscetibilidade a pH baixo está relacionada a desarranjos na parede de células em crescimento, chegando a causar o rompimento da célula, como já foi demonstrado em pêlos radiculares em expansão. Por outro lado, o metabolismo oxidativo e a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na parede podem influenciar neste processo por romper ou criar ligações dentro ou entre cadeias de polissacarídeos, modulando assim a extensibilidade da parede celular. Em células de tabaco (Nicotiana tabacum) cv. BY-2, há um aumento acentuado na sensibilidade ao pH baixo no final da fase lag da cultura, que ocorrre entre 12 e 24 h de cultivo. Os objetivos deste trabalho foram: a) Investigar se a mudança na sensibilidade pH baixo ocorre durante a retomada do ciclo celular e determinar, com o uso de inibidores do ciclo celular, o período do ciclo em que isto ocorre; b) verificar se o aumento da sensibilidade a pH baixo está relacionado com a expansão celular ou com alterações no potencial osmótico da célula; c) examinar o efeito da aplicação de H2O2 ou ascorbato sobre a resposta de células sensíveis a pH baixo; d) testar a hipótese de que a sensibilidade a pH baixo pode ser revertida por meio de um choque hipo-osmótico prévio; e) avaliar o possível papel da modulação oxidativa da parede celular na reversão de sensibilidade das células a pH baixo expostas ao choque hipo-osmótico. A retomada do ciclo celular é necessária para que ocorra a alteração de sensibilidade a pH baixo, pois a remoção de auxina (2,4-D) ou a adição de bloqueadores de canais de K+ impediu ou atrasou, respectivamente, a alteração na sensibilidade a pH baixo. O uso de inibidores do ciclo celular demonstrou que as células de BY-2 se tornam mais sensíveis a pH baixo durante o final da fase G1 mas antes do ponto de checagem da transição G1/S do ciclo celular. A aplicação de H2O2, diminuiu a suscetibilidade das células a pH baixo, ao contrário da aplicação de ascorbato. Foi demonstrado que a aplicação prévia de tratamento hipo-osmótico por 60 min reverteu a sensibilidade de células a pH baixo. A aplicação de inibidores de NAPDH oxidase da membrana plasmática e de peroxidases revelou a participação destas enzimas na reversão de sensibilidade das células a pH baixo, indicando a possibilidade de geração de ROS e de modulação oxidativa da parede. Embora já tenha sido descrito que ocorre uma explosão oxidativa com choque hipo-osmótico, ainda não havia sido demonstrado a conseqüência disto. Este trabalho fornece indícios de que uma explosão oxidativa poderia modificar a parede tornando-a mais resistente e a célula menos suscetível a pH baixo / Soil acidity is a major factor limiting plant growth worldwide. Although aluminum toxicity, which occurs only at low pH, has been extensively studied, little attention has been given to stress caused by low pH. There are marked differences in the sensitivity of cells to low pH which are contingent on the growth and developmental stage of the cells. These differences should be explored to further the understanding of the factors governing sensitivity and tolerance to low pH. In at least some cases, the susceptibility of cells to low pH is related to derangements in the wall of growing cells, which can cause ruptures or bursting of the cells, as has been clearly demonstrated in expanding root hairs. On the other hand, the oxidative metabolism and generation of reactive oxygen species (ROS) can modulate cell wall extensibility by breaking or making bonds within and between cell wall polymers. In tobacco (Nicotiana tabacum) cv. BY-2 cells, there is a sharp increase in sensitivity to low pH at the end of the lag phase of the cell culture, which occurs between 12 and 24 h of subculture. The objectives of this study were: a) determine if the changes in sensitivity to low pH occurred during the restart of the cell cycle and, by employing cell cycle inhibitors, at which points of the cycle does this occur; b) examine if the changes in sensitivity to low pH are related to cell expansion or changes in osmotic potential of the cell; c) examine how the application of H2O2 or ascorbate affects the response of cells to low pH; d) test the hypothesis that sensitivity of cells to low pH can be reverted by the previous application of a hypo-osmotic shock; e) evaluate the possible role of oxidative modulation of the cell wall in hypo-osmotic-induced reversal of the sensitivity of cells to low pH. The restart of the cell cycle was shown to be necessary for the change in sensitivity to low pH occur, since the absence of auxin (2,4-D) or the addition of K+ channel blockers prevented or delayed this change, respectively. The use of cell cycle inhibitors demonstrated that BY-2 cells become sensitive to low pH at the end of G1 but before the G1/S transition restriction point of the cell cycle. Exogenous H2O2, but not ascorbate, reduced the effect of low pH on sensitive cells. Sensitive cells submitted to 60 min hypo-osmotic treatment became insensitive to low pH. This reversal of sensitivity depended on the activity of plasma membrane NADPH oxidase and peroxidase, as evidenced by the use of DPI and SHAM, inhibitors of these enzymes, respectively. This suggests that ROS is generated and that oxidative modifications of the cell wall occur. Although hypo-osmotic treatments have been shown to generate an oxidative burst, its purpose or implication has not yet been shown. This study provides evidence that an oxidative burst might modify and strengthen the cell wall, making cells less susceptible to low pH

There is a growing number of evidences, associating the oxidative stress produced by the reactive species of oxygen, with the aging process at one hand, and with the beginning and development of the vascular complications of several chronic and degenerative diseases at another. The type of diet and the usage of specific medicines may be related among the responsible factors by the generation of free radicals. In Brazil, the consuming of higher amounts of fat on the diet has increased in the last years and haloperidol has been the most used neuroleptic in brazilian public health system due to its low cost when compared with other antipsychotic drugs. The objective of this study was to determine the lipid peroxidation through TBARS production in rats tissues, as an oxidative stress measure, promoted by the high fat diet associated with the chronic usage of haloperidol, the correlation between the abdominal fat content and the intracellular magnesium concentration as well as the correlation between the intracellular magnesium concentration and the hepatic production of TBARS. The high fat diet has promoted a significant increase on the TBARS levels in Wistar rat livers when compared to the control diet (one way ANOVA ), considering that the chronic usage of haloperidol has increased the hepatic production of TBARS promoted by high fat diet, raising twice the levels of TBARS when compared to control group ( two way ANOVA). The TBARS production promoted by the association of high fat diet with chronic usage of haloperidol seems to be related with the intra-erythrocyte concentration of magnesium, for there was a statistically positive correlation, between the content of intracellular magnesium and the TBARS production in rats livers . Supporting previous works that report a possible ionic base to the metabolic syndrome development, in this dissertation a negative correlation has occurred, statistically significant, between the intracellular magnesium concentration and the abdominal fat content among all the animals. The group fed by high fat diet as well as the group treated with haloperidol seems to be responsable, by diferent ways, for this result. / O tipo de dieta e o uso de certos medicamentos podem estar relacionados dentre os fatores responsáveis pela geração de radicais livres. No Brasil, o consumo de maior quantidade de gordura na dieta tem aumentado consideravelmente nos últimos anos e o haloperidol tem sido o neuroléptico mais usado pela saúde pública brasileira devido ao seu baixo custo quando comparado com outras drogas antipsicóticas. O objetivo deste estudo foi determinar a peroxidação lipídica através da produção de TBARS em tecidos de ratos, como medida de estresse oxidativo, promovido pela ingestão de dieta com alto teor de lipídio associada ao uso crônico de haloperidol, avaliar a correlação entre o conteúdo de gordura abdominal e concentração de magnésio intracelular e a correlação entre a concentração de magnésio intracelular e a produção hepática de TBARS. A dieta com alto teor lipídico promoveu aumento significativo nos níveis de TBARS em fígado de ratos Wistar quando comparado à dieta controle (ANOVA de uma via), sendo que o uso crônico de haloperidol potencializou a produção hepática de TBARS promovido pela dieta com alto teor lipídico, aumentando em duas vezes os níveis de TBARS quando comparado ao grupo controle (ANOVA de duas vias). A produção de TBARS, promovido pela associação da dieta com alto teor lipídico e o uso crônico de haloperidol, parece estar associada com a concentração intraeritrocitária de magnésio, pois houve uma correlação estatisticamente positiva entre o conteúdo de magnésio intracelular e a produção de TBARS em fígado de ratos . Apoiando trabalhos prévios que relatam uma possível base iônica para o desenvolvimento da síndrome metabólica, neste trabalho ocorreu uma correlação negativa, estatisticamente significativa, entre a concentração de magnésio intracelular e o conteúdo de gordura abdominal considerando todos os animais, sendo que o grupo consumindo dieta com alto teor de lipídio e o grupo sob uso crônico de haloperidol, contribuíram, de maneira distinta, para este resultado.

Este estudo se propôs a avaliar o potencial inflamatório das partículas eliminadas na exaustão do diesel (PED) e 1,2-naftoquinona (1,2-NQ) sobre outros compartimentos, como o músculo liso vascular (aorta torácica; RTA) e do corpo cavernoso isolados de ratos (RCC) e os mecanismos envolvidos via ensaios funcionais e bioquímicos. A injeção i.tr. das PED e 1,2-NQ em ratos Wistar causou inflamação e hiporreatividade das vias aéreas associados ao aumento significativo do relaxamento evocado pela ACh na RTA. No RCC desses mesmos animais, tanto o GTN quanto o estímulo elétrico (EFS) causou maior relaxamento. O conteúdo basal de TBARs na RTA e pulmão foi reduzido, embora outros testes indicadores de estresse oxidativo e / ou atividade antioxidante não mostraram diferenças entre os grupos. As taxas de expressão gênica / protéica da nNOS no RCC de ratos não diferiram do grupo controle, mas a expressão da eNOS e iNOS foi reduzida na RTA e RCC. Não foram quantificadas concentrações séricas do TNF<font face=\"Symbol\">&#945 ou IL-1<font face=\"Symbol\">b, sugerindo que os efeitos sistêmicos ocorrem independentemente destas citocinas. Conclui-se que o tratamento agudo de ratos com a mistura de poluentes induziu inflamação das vias aéreas (e hiporreatividade), capaz de afetar outros compartimentos, como a musculatura lisa vascular (RTA) e do RCC. / We tested the hypothesis that local inflammation in the airways evoked by intra-tracheal instillation of the environmental chemical 1,2-naphthoquinone (1,2-NQ) and diesel exhaust particles (DEP) is capable of targeting other systemic compartments, such as vessels (rat thoracic aorta; RTA) and corpus cavernosum (RCC), and possible involved mechanisms. After 3h, this treatment induced airways hyporresponsiveness to ACh and local inflammation. This effect was associated with decreased numbers of leukocyte in the blood and spleen and increased number of leukocytes in the bone marrow. Pollutant treatment also markedly increased ACh-induced relaxation in RTA and by both GTN- and electrical stimulation-induced relaxation in RCC. Exposure to pollutants did not affect FE-induced contraction in RTA. Neither serum levels of cytokines (TNF<font face=\"Symbol\">&#945 e IL-1<font face=\"Symbol\">b) nor basal concentration of total nitrate were different amongst groups. No evidence of increased catalase activity in RTA, RCC and lung was found. The treatment reduced the eNOS e iNOS gene expression in RTA e RCC, without significantly affecting the nNOS gene expression in RCC. Our results are consistent with the hypothesis that DEP-induced airways hiporresponsiveness and inflammation can account to produce systemic changes, such as structural and functional changes in the RTA and RCC by means of substances derived from endothelium or due to the ability of these pollutants to act to stimulate the production of scavenger of free radical.

A acidez do solo é um dos principais fatores limitantes à produção vegetal. Apesar da toxicidade por alumínio ter sido extensamente investigada, pouca atenção tem sido dada ao estresse causado pelo baixo pH em si. Existem diferenças marcantes entre células quanto à sensibilidade ao pH baixo que dependem do seu estado de crescimento e desenvolvimento celular e que devem ser exploradas para se entender o que determina a sensibilidade e tolerância a pH baixo. Em alguns casos, a suscetibilidade a pH baixo está relacionada a desarranjos na parede de células em crescimento, chegando a causar o rompimento da célula, como já foi demonstrado em pêlos radiculares em expansão. Por outro lado, o metabolismo oxidativo e a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) na parede podem influenciar neste processo por romper ou criar ligações dentro ou entre cadeias de polissacarídeos, modulando assim a extensibilidade da parede celular. Em células de tabaco (Nicotiana tabacum) cv. BY-2, há um aumento acentuado na sensibilidade ao pH baixo no final da fase lag da cultura, que ocorrre entre 12 e 24 h de cultivo. Os objetivos deste trabalho foram: a) Investigar se a mudança na sensibilidade pH baixo ocorre durante a retomada do ciclo celular e determinar, com o uso de inibidores do ciclo celular, o período do ciclo em que isto ocorre; b) verificar se o aumento da sensibilidade a pH baixo está relacionado com a expansão celular ou com alterações no potencial osmótico da célula; c) examinar o efeito da aplicação de H2O2 ou ascorbato sobre a resposta de células sensíveis a pH baixo; d) testar a hipótese de que a sensibilidade a pH baixo pode ser revertida por meio de um choque hipo-osmótico prévio; e) avaliar o possível papel da modulação oxidativa da parede celular na reversão de sensibilidade das células a pH baixo expostas ao choque hipo-osmótico. A retomada do ciclo celular é necessária para que ocorra a alteração de sensibilidade a pH baixo, pois a remoção de auxina (2,4-D) ou a adição de bloqueadores de canais de K+ impediu ou atrasou, respectivamente, a alteração na sensibilidade a pH baixo. O uso de inibidores do ciclo celular demonstrou que as células de BY-2 se tornam mais sensíveis a pH baixo durante o final da fase G1 mas antes do ponto de checagem da transição G1/S do ciclo celular. A aplicação de H2O2, diminuiu a suscetibilidade das células a pH baixo, ao contrário da aplicação de ascorbato. Foi demonstrado que a aplicação prévia de tratamento hipo-osmótico por 60 min reverteu a sensibilidade de células a pH baixo. A aplicação de inibidores de NAPDH oxidase da membrana plasmática e de peroxidases revelou a participação destas enzimas na reversão de sensibilidade das células a pH baixo, indicando a possibilidade de geração de ROS e de modulação oxidativa da parede. Embora já tenha sido descrito que ocorre uma explosão oxidativa com choque hipo-osmótico, ainda não havia sido demonstrado a conseqüência disto. Este trabalho fornece indícios de que uma explosão oxidativa poderia modificar a parede tornando-a mais resistente e a célula menos suscetível a pH baixo / Soil acidity is a major factor limiting plant growth worldwide. Although aluminum toxicity, which occurs only at low pH, has been extensively studied, little attention has been given to stress caused by low pH. There are marked differences in the sensitivity of cells to low pH which are contingent on the growth and developmental stage of the cells. These differences should be explored to further the understanding of the factors governing sensitivity and tolerance to low pH. In at least some cases, the susceptibility of cells to low pH is related to derangements in the wall of growing cells, which can cause ruptures or bursting of the cells, as has been clearly demonstrated in expanding root hairs. On the other hand, the oxidative metabolism and generation of reactive oxygen species (ROS) can modulate cell wall extensibility by breaking or making bonds within and between cell wall polymers. In tobacco (Nicotiana tabacum) cv. BY-2 cells, there is a sharp increase in sensitivity to low pH at the end of the lag phase of the cell culture, which occurs between 12 and 24 h of subculture. The objectives of this study were: a) determine if the changes in sensitivity to low pH occurred during the restart of the cell cycle and, by employing cell cycle inhibitors, at which points of the cycle does this occur; b) examine if the changes in sensitivity to low pH are related to cell expansion or changes in osmotic potential of the cell; c) examine how the application of H2O2 or ascorbate affects the response of cells to low pH; d) test the hypothesis that sensitivity of cells to low pH can be reverted by the previous application of a hypo-osmotic shock; e) evaluate the possible role of oxidative modulation of the cell wall in hypo-osmotic-induced reversal of the sensitivity of cells to low pH. The restart of the cell cycle was shown to be necessary for the change in sensitivity to low pH occur, since the absence of auxin (2,4-D) or the addition of K+ channel blockers prevented or delayed this change, respectively. The use of cell cycle inhibitors demonstrated that BY-2 cells become sensitive to low pH at the end of G1 but before the G1/S transition restriction point of the cell cycle. Exogenous H2O2, but not ascorbate, reduced the effect of low pH on sensitive cells. Sensitive cells submitted to 60 min hypo-osmotic treatment became insensitive to low pH. This reversal of sensitivity depended on the activity of plasma membrane NADPH oxidase and peroxidase, as evidenced by the use of DPI and SHAM, inhibitors of these enzymes, respectively. This suggests that ROS is generated and that oxidative modifications of the cell wall occur. Although hypo-osmotic treatments have been shown to generate an oxidative burst, its purpose or implication has not yet been shown. This study provides evidence that an oxidative burst might modify and strengthen the cell wall, making cells less susceptible to low pH

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2015-07-20T18:01:54Z No. of bitstreams: 1 Suely Tomimura.pdf: 1781054 bytes, checksum: acaac7dbd088721fbe65530e5cd96c5f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T18:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suely Tomimura.pdf: 1781054 bytes, checksum: acaac7dbd088721fbe65530e5cd96c5f (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Due to the increasing numbers of Systemic Arterial Hypertension (HBP) patients in population and its senescence, steadily increased from 600 million in 1980 to 1.2 billion in 2008. The World Health Organization (WHO) in 2009 attributed to high blood pressure (BP) was the death cause for 9.5 million people worldwide. Currently, the hypertension has become a serious public health problem. This entity is an important risk factor for congestive heart failure, cerebrovascular disease, acute myocardial infarction, nephropathy, retinopathy and peripheral vascular insufficiency. Studies have suggested that laser photobiomulation, employing a low power, acts into the inflammatory and proliferative phases of tissue repair, by modulating the inflammatory mediators synthesis as same as the Reactive Oxygen Species (ROS). According scientific publications indicate that the inflammation component is closely related to systemic arterial hypertension as well as possibly to the oxidative stress, both participates in the Hypertension genesis. The aim of this study was to verify the long-term effects of Low Level Laser Therapy (LLLT) application in Spontaneously Hypertensive Rats-SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) through on cardiovascular autonomic modulation and oxidative stress in the blood. The experiment consisted in 3 phases: Phase I – LLLT irradiation on SHR: The experiment's phase I consisted of animal’s irradiation, when the laser group received three times LLLT applications weekly for a 7 weeks total; the sham group received three times per week of LLLT simulation for 7 weeks and a total of 21 applications. Prospective, randomized, controlled study, with 16 SHR approximately 2 months age, randomly divided into 2 groups : Sham (n = 8) and Laser (n = 8). The animals were irradiated in a prompt, onto the tail’s dorsal area, using a Diode Laser (MMOptics, São Carlos, SP, Brazil) with a wavelength (λ) of 780 ± 2 (nm), output power at 40 mW, with a 0.04 cm2 beam area, dose of 30 J/cm2 power density of 1W/cm2 and irradiation time of 90 s. In Phase II - Hemodynamic and autonomic cardiovascular evaluation: for a period of 7 weeks, consisted in the cannulation procedure, collecting and analysis. The animals were cannulated, evaluated hemodynamically and analyzed the cardiovascular autonomic modulation. Phase III - Oxidative stress analysis, were analyzed: a) protein damage; b) cell membrane damage; c) antioxidant enzyme activity; d) nitrite concentrations. Data from phase II and III were collected and statistically analyzed applying One Way ANOVA test, followed by post hoc Student - Newman Keulls and considering the significance level of p < 0.05, equivalent to an error α 0.05. The results demonstraded hemodynamic parameters of group LLLT treated showed a BP reduction, when compared with the Sham group. In laser group the diastolic arterial pressure (DAP) showed a reduction of -14 mmHg (± 143 * 4 x 157 ± 3 mmHg Sham) and mean arterial pressure (MAP) - 13mmHg (169 ± 4 * x 182 ± 4 mmHg Sham) there were statistically significant difference. Although the value of systolic arterial pressure (SAP) (196 ± 5 x 207 ± 4 mmHg) showed no differences. There was a decreased in resting HR with a statistically significant difference in the laser group compared to Sham (312 ± 14 vs. 361 ± 13 bpm sham). The spectral reviews in the field of time and frequency showed that the Laser group decreased sympathetic activity on the heart and blood vessels while compared to the Sham group. The heart rate variation was analyzed using the DP-PI ( standard deviation of the pulse interval) VAR-PI components (pulse interval variability) and it demonstrated that LLLT was effective in diminishing variation in heart rate (HR) and sympathetic activity in heart, inducing a substantial fall in blood pressure. Lasertherapy presented a rise in spectral low-frequency component in the pulse interval (LF - IP action of the sympathetic at heart), though the sham group showed up exaggeratedly decreasing (6.77 ± 4:35 and 2:31 ± 0:16 ms ² Sham) as a function of saturation variation. Thus, there was a significant reduction in sympathetic activity after LLLT using. A high-frequency band on interval pulse HF-IP (parasympathetic activity) showed no statistically significant differences between the groups and Laser Sham group. The baroreceptor sensitivity, assessed by the alpha index, signalized a significant increase in the Laser (1:07 ± 0:23 vs. 0:45 ± 0:20 ms / mmHg Sham) group, presenting an improvement in the receptors sensitivity. The baroreflex results were associated with other relevant data, the VAR - SAP (49.55 ± 15.94 * vs 70.51 ± 13:55 mmHg² Sham) and SD -SAP (6.94 ± 1.21 * vs 8.68 ± 1.11 mmHg Sham) that proved to be diminished in the laser group, indicating baroreflex improvement sensitivity concomitantly to the positive SAP variation reduction of. There were no significant differences in baseline SAP (196 ± 5 vs. 207 ± 4 mmHg Sham) between the two groups. The results in the oxidative stress and autonomic analysis demonstrated an association between increased NO production (nitrite 0:36 ± 0:03 vs 0:26 ± 0:03 nm / mg Sham) and decreased in the vascular sympathetic (LF - SAP 7.28 ± 1.63 * vs 9.86 ± 0.47 Sham), both leading to a profound vasodilatation then a significant fall in of blood pressure. Lasertherapy shown to alter the plasma parameters such as oxidative nitrite, revealing an NO increased metabolism, as described above and, moreover, accounted for a significant reduction in carbonyl plasma concentration (vs 3.93 ± 0.24, 4.75 ± 0:26 * nm / mg Sham). Our experimental study indicate that LLLT was able to reduce the oxidative stress parameters through diminishing the damage to the proteins. The enzymatic defense was analyzed by the enzyme SOD concentration in blood plasma, denoted that no significant differences (4:42 ± 0:10 4:25 ± 0:06 vs usod / mg) between groups. Thus, low level laser therapy has shown to improve cardiovascular autonomic activity as well as oxidative parameters which resulted in steadily staggeringly reduce the blood pressure of hypertensive animals. / Em razão do aumento populacional e a senescência, o número de indivíduos com Hipertensão Arterial Sistêmica (HAS) cresceu de 600 milhões em 1980 para 1,2 bilhões (OMS 2011). Lim (2012) atribuiu que a pressão arterial (PA) elevada fosse a causa mortis de 9,5 milhões de indivíduos ao redor do mundo. Atualmente, a HAS tornou-se um grave problema de saúde pública. A hipertensão é um importante fator de risco para insuficiência cardíaca congestiva, doenças cerebrovasculares, infarto agudo do miocárdio, nefropatia, insuficiência vascular periférica e retinopatia hipertensiva. Considerando publicações científicas que demonstram que o componente da inflamação e do estresse oxidativo estão intimamente relacionados à gênese da hipertensão arterial sistêmica (HAS), e que o laser com potência baixa tem efeito positivo no estresse oxidativo e apresenta ação antiinflamatória eficaz, desta forma buscamos estudar a resposta da Laserterapia na HAS. Inúmeros estudos vêm sugerindo, ao longo de décadas, que a fotobiomulação pelo laser empregado uma potência baixa, atua durante as fases inflamatórias e proliferativas da reparação tissular, modulando síntese de mediadores inflamatórios e espécies reativas de oxigênio (ROS). O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da aplicação do laser de baixa intensidade em ratos espontaneamente hipertensos SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) em longo prazo na modulação autonômica cardiovascular e no estresse oxidativo sangúineo. Estudo prospectivo, randomizado e controlado com 16 ratos SHR, divididos aleatoriamente em 2 grupos: Sham (n=8) e Laser (n=8).O experimento foi dividido em três fases: Fase I – Irradiação dos animais: constituiu-se na irradiação com laser nos animais SHR, onde o grupo Laser recebeu três aplicações semanais de LBI durante sete semanas; já no grupo Sham foram realizados três simulações de aplicação semanais de Laser de Baixa Intensidade (LBI) durante 7 semanas, totalizando 21 aplicações de LBI. Os animais foram irradiados pontualmente, na região dorsal da cauda, utilizando um Laser Diodo (MMOptics, São Carlos, SP, Brasil) com comprimento de onda de λ = 780 ± 2 (nm); potência de 40 mW, área do feixe de 0,04 cm2, densidade de energia de 30 J/cm2, densidade de potência de 1W/cm2, tempo total de irradiação de 90 s de exposição. Fase II – Avaliação hemodinâmica e autonômica cardiovascular: constituiu-se nos procedimento de canulação, registro de dados e coleta de material, teve inicio após sete semanas de irradiação. Os animais canulados foram avalidados de forma hemodinâmica, bem como analisada a modulação autonômica cardiovascular. Fase III – Análises do estresse oxidativo, foram analisadas: a) danos à proteína; b) danos à membrana celular; c) atividade enzimática; d) concentração de nitrito. Os dados da fase II e III foram coletados e analisados estatisticamente através dos testes Anova One Way, seguido de Post Hoc de Student Newman-Keulls, considerando-se o nível de significância p < 0,05, equivalendo a um erro α de 0.05. Os resultados hemodinâmicos do grupo tratado com LLLT denotaram um decréscimo significativo da PA quando comparado com o grupo Sham. A pressão arterial diastólica (PAD) do grupo Laser revelou uma redução de -14 mmHg (143± 4*vs157±3 mmHg Sham) e a pressão arterial média (PAM) -13mmHg (169±4*vs182±4 mmHg Sham), a frequência cardíaca (FC) em repouso (312±14*vs361±13 bpm Sham) revelando uma diferença estatisticamente significante, porém o valor da pressão arterial sistólica(PAS) não mostrou (196±5 x 207±4 mmHg) alterações entre os grupos. As avaliações espectrais no domínio do tempo e da frequencia demostraram que o grupo Laser reduziu a atividade simpática sobre o coração e vasos sanguíneos quando comparados ao grupo Sham. A variação frequência cardíaca foi analisada através dos componentes VAR-IP (variabilidade do intervalo de pulso) e o DP-IP (desvio do intervalo de pulso) que evidenciaram que o LBI foi eficaz no decréscimo variação da FC e da atividade simpática no coração, induzindo assim a queda das pressões arteriais. A laserterapia mostrou um incremento no componente espectral baixa frequência no intervalo de pulso (BF-IP ação do simpático no coração), porém o grupo Sham apresentou-se exacerbadamente diminuído (6.77 ± 4.35 e 2.31±0.16 ms² Sham) em função da saturação da variação desse componente que foi reduzido. Desta forma, houve um importante decréscimo da atividade simpática com o uso do LBI, significando uma importante diminuição dos níveis pressóricos. A banda de alta frequência (AF-IP atividade parassimpática cardíaca) não mostrou diferenças estatísticas significantes entre os grupos Laser e grupo Sham. A sensibilidade dos barorreceptores, avaliada pelo índice alfa, demonstrou um significativo incremento da resposta no grupo Laser (1.07 ± 0.23 vs 0.45 ± 0.20 ms/mmHg Sham), revelando uma melhora na sensibilidade destes receptores. Os resultados dos barorreflexos encontravam-se associados a outro dado relevante, o componente VAR-PAS (49.55 ± 15.94* vs 70.51 ± 13.55 mmHg² Sham) e DP-PAS (6.94 ± 1.21* vs 8.68 ± 1.11 mmHg Sham) que mostrou-se diminuído no grupo Laser, indicando que a melhora da sensibilidade barorreflexa ocorreu, concomitantemente, à redução positiva da variação da PAS. Não houve diferenças estatísticas significantes na PAS basal (196±5 vs 207 ± 4 mmHg Sham) entre os dois grupos. Já os resultados encontrados na análise do estresse oxidativo e autonômica demonstraram uma associação entre o incremento da produção do óxido nitrico (NO) (nitrito 0.36 ± 0.03 vs 0.26 ± 0.03 nm/mg Sham) e redução do simpático vascular (BF-PAS 7.28 ± 1.63* vs 9.86 ± 0.47 Sham), ambos levando a uma vasodilatação com consequente queda dos níveis pressóricos arteriais. A laserterapia mostrou alterar parâmetros oxidativos como as espécies reativas de nitrogênio (RNS reactive nitrogen species), o nitrito plasmático, revelando um aumento do metabolismo do NO, como já descrito anteriormente e denotou uma diminuição significativa da concentração de carbonilas plasmáticas (3.93 ± 0.24 * vs 4.75 ± 0.26 nm/mg Sham). A defesa enzimática foi analisada através da concentração da enzima SOD no plasma sanguíneo, que não apontou diferenças significativas (4.42 ± 0.10 vs 4.25 ± 0.06 usod/mg) entre os grupos. Evidenciamos que o LBI foi capaz de reduzir este parâmetro oxidativo, reduzindo os danos às proteínas decorrente do estresse. Desta forma, concluímos que a laserterapia demonstrou resposta positiva ao melhorar a atividade autonômica cardiovascular e parâmetros oxidativos que resultaram na redução dos níveis pressóricos dos animais hipertensos.