Peroxidase de rábano (\"horseradish peroxidase - HRP), atuando como uma oxidase frente a substratos apropriados, catalisa a formação de espécies eletronicamente excitadas triplete. Os produtos obtidos são os esperados da clivagem de um intermediário 1,2-dioxetânico hipotético. Espécies tripletes geradas enzimaticamente são capazes de transferir energia a vários aceptores incluindo macromoléculas tais como: fitocromo, RNA, DNA e proteínas, além de organelas como cloroplastos. Acompanhamos a oxidação aeróbica de aldeídos alifáticos lineares (C2-C6) catalisada pela HRP; esta reação gera o aldeído inferior (Cn-1) no estado excitado triplete e ácido fórmico. Dois aspectos principais são abordados neste trabalho: (i) análise dos resultados em base ao comprimento da cadeia carbônica do substrato (C2 → C6) e (ii) a procura de emissões sensitizadas em estruturas biológicas (cloroplastos e microsomas). - Oxidação aeróbica dos aldeídos alifáticos lineares C2-C6 catalisada pela HRP. Corantes xantênicos e clorofila a solubilizada em micelas foram utilizados para monitorar estados eletronicamente excitadas geradas pela oxidação aeróbica dos aldeídos alifáticos lineares catalisada pela HRP. Quando eosina é o aceptor fluorescente, máxima emissão ocorre com butanal. Este resultado é discutido em conecçao com o fato de que uma série de efeitos biológicos de ácidos alifáticos lineares são máximos com o ácido butírico. A possível paticipação de estados excitados no processo que desencadeia as atividades biológicas deste ácido é sugerida. - TransferêncIa de energia para cloroplastos. Aldeídos alifáticos lineares (C2-C6) promovem emissão em cloroplastos na região de fluorescência de clorofila. Esta habilidade deve provavelmente constituir um caso de \"luminescência escura\" (\"dark luminescence\") . Se HRP estiver presente o aldeído (Cn) é oxidado ao homólogo inferior (Cn-1) no estado triplete, o qual sensitiza direta e/ou indiretamente a fluorescência de clorofila. Clorofila excitada por este processo é incapaz de reduzir um aceptor de Hill. - Quimioluminescência de microsomas expostos à oxidação aeróbica de aldeídos lineares catalisada pela HRP. Microsomas expostos ao sistema propanal/HRP/O2 desenvolvem luminescência de baixa intensidade. Este processo emissivo é distinto daquele originário durante a peroxidação de lipídeos uma vez que: (i ) a emissão se situa próxima a 560 nm e não na região espectral do vermelho (como esperado para a emissão bimol de oxigênio singlete) e (ii) não há formação de malonaldeído. Acetaldeído triplete parecer ser a espécie responsável pela indução deste processo através da excitação de algum componente microsomal, possivelmente uma flavoproteína. / Horseradish peroxidase (HRP), acting as anoxidase upon appropriate substrates, promotes the formation of electronically excite triplet species. The products obtained are those which would be expected from the cleavage of a hypothetical 1,2 dioxetane intermediate. Enzyme-generated triplet species are able to transfer energy to several acceptors, including macromolecules such as phytochrome, RNA, DNA and proteins, as well as to organeles such as chloroplasts. In the present study, we investigated the HRP-catalyzed aerobic oxidation of linear aliphatic aldehydes (C2 to C6), a reaction which generates the next lower aldehyde in the triplet state and formic acid. Two main aspects were emphasized in this work: (i ) the dependence of the results of the length of the carbonic chain of the substrate (C2 to C6) and (ii) the possibility of inducing sensitized emission from biological structures (chloroplasts and microsomes). HRP-catalyzed aerobic oxidation of aliphatic aldehydes. Xanthene dyes and micelle-solubilized chlorophyll-a were used to monitor the electronically excited species generated by the peroxidase-catalyzed aerobic oxidation of C2-C6 linear aldehydes. Maximal emission occurs with butanal as substrate and eosine as the fluorescent acceptor. This result is discussed in connection with the fact that the multiple biological effects of short chain aliphatic acids are maximal for butyric acid. Our observations strengthen the case for a possible role of excited state formation in the biological activity butyrate. Energy transfer to chloroplasts Linear aldehydes trigger red emission from chloroplasts. If horseradish peroxidase is also present, the aldehyde is oxidized to the next lower homolog in the triplet state, which in turn sensitizes (directly or indirectly) chlorophyll fluorescence. This phenomenon probably is a case of \"dark luminescence\"; the chlorophyll excited by this process is unable to reduce a Hill acceptor. MIicrosomal luminescence elicited by enzymatic systems that generate triplet species. Microsomes exposed to the propanal/HRP/02 system develop a weak luminescence. The underlying process is distinct from that occuring during lipid peroxidation because the emission intensity peaks at around 560 nm rather than in the red (as would be expected for bimol singlet oxygen emission) and no malonaldehyde is formed. Triplet acetaldehyde appears to be responsible for initiating the process, which in turn leads to excitation of a component of microsomes, possibly a flavoprotein.

Embora a cisplatina (cis-diaminocloroplatina II) seja um efetivo agente anticâncer, seu uso clínico é altamente limitado, predominantemente devido ao seu potencial nefrotóxico. Muitos estudos têm demonstrado que a cisplatina causa disfunção mitocondrial em células epiteliais renais e danos ao DNA nuclear devido à ação de espécies reativas de oxigênio tais como superóxido e radicais hidroxila. O aumento na produção destas espécies de oxigênio causa liberação de citocromo c no citosol, iniciando uma cascata de eventos que leva à morte celular por apoptose. A proteção seletiva da mitocôndria contra espécies reativas de oxigênio geradas pela cisplatina nos tecidos intactos tais como os rins, é fundamental na quimioterapia de pacientes com câncer. O presente estudo investigou os efeitos da cisplatina na bioenergética, no estado redox e no estresse oxidativo mitocondrial renal, bem como o potencial protetor da dimetiltiouréia (DMTU), um antioxidante seqüestrador de radicais hidroxila, com relação à toxicidade renal induzida pela cisplatina. Método: Ratos Wistar machos adultos pesando de 200 a 220 g foram divididos em quatro grupos de 8 animais cada. Ao primeiro grupo foi administrada cisplatina (10 mg/ kg) por via intra peritonial (i.p.). O segundo grupo recebeu somente injeções de DMTU (500 mg/kg, i.p., seguida de 2 injeções diárias de 125 mg/Kg, i.p). O terceiro grupo de animais foi tratado com DMTU (500 mg/kg, i.p.), imediatamente antes da injeção de cisplatina (10 mg/kg, i.p.), seguida de 2 injeções diárias de DMTU (125 mg/Kg, i.p.). O grupo controle recebeu somente solução salina (1ml/200g, i.p.). Os animais foram sacrificados 72 horas após a injeção de cisplatina (ou salina). Resultados: O tratamento com a cisplatina resultou em uma marcante diminuição da função renal demonstrada pela elevação dos níveis plasmáticos de uréia e de creatinina, concomitante a uma significativa alteração nos parâmetros relacionados à função Resumo ix mitocondrial (síntese de ATP, estado 3 da respiração, RCR, ADP/O, potencial de membrana e transporte de cálcio); ao estresse oxidativo mitocondrial (oxidação da cardiolipina, atividade da aconitase, lipoperoxidação, níveis de proteína carbonila e proteína sulfidrila); ao estado redox mitocondrial (oxidação do NAD(P)H, relação glutationa reduzida e glutationa oxidada) e à apoptose (atividade da caspase 3). O pré-tratamento dos animais com DMTU preveniu a falência renal aguda e as alterações dos parâmetros mitocondriais , sendo capaz de inibir a morte celular por apoptose. Conclusão: Os resultados demonstram o papel central da mitocôndria na falência renal aguda induzida pela cisplatina, bem como o efeito protetor do DMTU e sugerem que o desenvolvimento de potentes seqüestradores de radicais hidroxila, passíveis de uso clínico, poderia contribuir de forma marcante na prevenção dos danos renais resultantes da quimioterapia com este fármaco. / Although cis-diamminedichloroplatinum (II) (cisplatin) is an effective anticancer agent, its clinical use is highly limited predominantly due to its adverse effects on renal functions. Many studies have shown that cisplatin causes mitochondrial dysfunction and direct injury to nuclear DNA by generating reactive oxygen species such as superoxide and hydroxyl radicals. Overproduction of reactive oxygen species causes the release of cytochrome c into cytosol, thereby triggering the sequence of events leading to cell death via apoptosis. The selective protection of mitochondria against reactive oxygen species generated by cisplatin in intact tissues, such as kidney, is of critical importance in the chemotherapy of patients with cancer. The present study examined the effects of cisplatin on renal mitochondrial bioenergetics, redox state and oxidative stress as well as the protective potential of dimethylthiourea (DMTU), a hydroxyl radical scavenger, against the cisplatin-induced nephrotoxicity. Methods: Adult male Wistar rats weighing 200 to 220g were divided into 4 groups with 8 animals each.. The first group was given a single intraperitoneal (i.p.) injection of cisplatin (10 mg/kg). The second group was given only DMTU (500 mg/kg body weight, i.p, followed by intraperitoneal injections of 125 mg/Kg twice a day until sacrifice). A third group of animals was given DMTU (500 mg/kg body weight, i.p.), just before cisplatin injection (10 mg/kg body weight, i.p.), followed by intraperitoneal injections of DMTU (125 mg/Kg body weight) twice a day until sacrifice. The control group was treated only with saline solution (1ml/200g body weight, i.p.). Animals were sacrificed 72 hours after the treatment. Results: Cisplatin treated animals presented a marked impairment of the renal function evidenced by the elevation of plasmatic creatinine and urea levels simultaneously to a significant alteration of the parameters related to: (a) the mitochondrial function assessed by ATP synthesis, Summary xi state 3 respiration, RCR, ADP/O ratio, membrane potential, calcium uptake; (b) the mitochondrial oxidative stress assessed by cardiolipin oxidation, aconitase activity, lipid peroxidation, protein carbonyls and protein sulphydryl; (c) the mitochondrial redox state assessed by NADPH/NADP+ ratio, GSH/GSSG ratio and (d) apoptosis assessed by caspase-3 activity. DMTU substantially inhibited cisplatin-induced mitochondrial injury and cellular death by apoptosis, thereby suppressing the occurrence of acute renal failure. Conclusions: Results show the central role of the mitochondria in the cisplatin-induced renal acute failure, the protective potential of DMTU and suggest that the development of potent hydroxyl radical scavengers suitable for use in man could minimize the adverse effects of cisplatin in the kidney of patients under chemotherapy.

Microcistinas (MCs) são heptapeptídeos cíclicos produzidos por cianobactérias e possuem potente hepatotoxicidade e atividade promotora de tumor. Em intoxicações agudas induzidas por MCs ocorre infiltração leucocitária no foco inflamatório. Embora os mecanismos de hepatotoxicidade não são claros, o recrutamento de neutrófilos no fígado pode contribuir ao dano tecidual e desenvolvimento tumoral causados por xenobióticos. O objetivo dessa tese foi investigar os efeitos de três estruturalmente distintas MCs (MC-LA, MC-YR e MC-LR) nas seguintes funções de neutrófilos: síntese e expressão de moléculas de adesão, rolamento, adesão, migração e liberação de citocinas e de ROS. Nos ensaios de migração em bolsa de ar, as três MCs induziram similarmente a migração de leucócitos in vivo em tecido subcutâneo de ratos e diferencialmente a secreção de citocinas pró-inflamatórias (CINC, IL-1β, TNF-α, VEGF-α e MIP) no exsudato. Concentrações elevadas de CINC-2αβ foram encontradas nos exsudatos inflamatórios de animais após injeção de MC-LA, MC-LR ou MC-YR. MIP-2 elevou-se apenas em exsudatos de animais expostos a MC-LR. Não foram observadas alterações em secreção de IL-1β, TNF-α e VEGF-α. Estudos de microscopia intravital mostraram que apenas a aplicação tópica de MC-LR reforçou o rolamento e a adesão de leucócitos no endotélio de vênulas mesentéricas pós-capilares. Esses últimos resultados podem ser dependentes de aumento e expressão da síntese da L-selectina e β2-integrina nos neutrófilos, tal como avaliado por FACS e PCR-RT, respectivamente. Adicionalmente, em ensaios em câmara de Boyden in vitro, as três MCs promoveram locomoção direta de neutrófilos e aumentaram a migração dessas células em resposta ao fMLP, além do aumento de cálcio intracelular observado por microscopia confocal. Os efeitos das MC-LA, MC-YR e MC-LR em neutrófilos humanos e de ratos tiveram o mesmo padrão de resposta. A análise de viabilidade celular, fragmentação de DNA, despolarização de membrana mitocondrial e liberação de ROS intracelulares foram avaliadas pela técnica de FACS. A concentração de ROS extracelular foi medida por quimiluminescência amplificada por lucigenina. A produção de citocinas em células tratadas foram determinadas por ELISA. Observamos aumento da liberação de IL-8, CINC-2α β e da concentração de ROS extracelular por neutrófilos humanos e de ratos pela exposição dessas células com as MCs. Os resultados aqui obtidos mostram o efeito pró-inflamatório direto das MC-LA, MC-YR e MC-LR. A possibilidade de os neutrófilos migrarem e responderem localmente a MCs contribui para a toxicidade destas toxinas. / Microcystins (MCs) are a family of heptapeptide toxins produced by some genera of Cyanobacteria. MCs have potent hepatotoxicity and tumor-promoting activity. Leukocyte infiltration in the liver was observed in MC-induced acute intoxication. Although the mechanisms of hepatotoxicity induced by MCs are still unclear, neutrophil infiltration in the liver may play an important role in triggering toxic injury and tumor development. The purpose of this thesis was to investigate the effects of three structurally distinct MCs (MC-LA, MC-YR and MC-LR) in the neutrophil functions: synthesis and expression of adhesion molecules, rolling, adhesion, migration and release of cytokines and ROS. In migration assays of the air pouch, the three MCs similarly induced the migration of leukocytes in vivo in subcutaneous tissue of rats and differentially the secretion of pro-inflammatory cytokines (CINC-2αβ, IL-1-β, TNF--α, VEGF- α and MIP-2) in exudates. Elevated concentrations of CINC-2αβ were found in the inflamed exudates from animals injected with MC-LA, MC-LR or MC-YR, although MIP-2 was only detected in the exudates from animals injected with MC-LR. There were no changes in the secretion of IL-1-β, TNF-α and VEGF--α. Intravital microscopic studies showed that topical application of MC-LR enhanced the numbers of rolling and adhered leukocytes in the endothelium of postcapillary mesenteric venules. The latter effects may be dependent upon induction of the synthesis and expression of L-selectin and -α2-integrin in neutrophils, as assessed by flow cytometry and RT-PCR, respectively. Conversely, the three toxins promoted direct locomotion of neutrophils and enhanced their migration in response to fMLP, as measured by Boyden chamber assays, and increased intracellular calcium, a messenger in the chemotaxic process. The effects of MC-LA, MC-YR and MC-LR in human neutrophils and mice had the same pattern of response. The analyses of cell viability, DNA fragmentation, mitochondrial membrane depolarization of and release of intracellular ROS were evaluated by the technique of FACS. Extracellular ROS content was measured by lucigenin-amplified chemiluminescence, and cytokines were determined by ELISA. We found that these MCs increased interleukin-8 (IL-8), cytokine-induced neutrophil chemoattractant-2αβ (CINC-2αβ) and extracellular ROS levels in human and rat neutrophils. In conclusion, our results showed that MCs act on specific pathways of neutrophil recruitment, indicating their potential effect on neutrophils activation. This process can significantly contribute to the pathogenesis of hepatic damage due to generation of ROS by neutrophils as well as act on hepatocytes under such conditions and potentially increase injury processes induced by MCs.

A caprinocultura no Brasil vem crescendo consideravelmente nos últimos anos. No entanto, este crescimento é limitado pela qualidade espermática pós-descongelamento, o que inviabilizaria a utilização de biotecnologias aplicadas à reprodução (e.g., inseminação artificial e transferência de embriões). Um dos motivos para a queda na qualidade espermática pós-descongelação é o ataque das espécies reativas de oxigênio (ROS), que podem levar a danos em membrana, acrossomo, mitocôndria e DNA. Uma alternativa para a melhora na qualidade espermática de amostras criopreservadas de caprinos seria o tratamento do meio diluidor com a antioxidantes. No entanto, é fundamental identificar a espécie reativa de oxigênio mais deletéria ao sêmen de caprinos para determinar o antioxidante ideal. O objetivo do presente estudo foi identificar a ROS mais deletéria ao sêmen de caprinos e, com isso, tratar o diluidor com antioxidantes específicos para a destruição da mesma. No experimento 1, amostras espermáticas de 12 bodes foram submetidas á incubação com 3 sistemas de produção de ROS e um subproduto da peroxidação de lipídeos, conhecida por também levar a danos oxidativos. As amostras espermáticas foram submetidas a incubação com xantina (20mM) e xantina oxidase (ânion superóxido), sulfato de ferro (4mM) e ascorbato (20mM- Radical hidroxila), peróxido de hidrogênio (H2O2; 20 mM) e malondialdeído (20 mM). Após a incubação as amostras espermáticas foram avaliadas quanto a morfologia, motilidade, membrana (eosina/nigrosina), acrossomo (Rosa Bengala/ Fast Green), mitocôndria (3,3 diaminobenzidina) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS, avalia a susceptibilidade do espermatozóide ao estresse oxidativo). Os resultados do experimento 1 indicaram que a ROS mais deletéria ao espermatozóide caprino é o H2O2, que levou a danos de membrana plasmática e mitocôndria. Assim, no Experimento 2, o diluidor para a criopreservação do sêmen caprino foi suplementado com catalase e Glutationa Peroxidase (GPx), antioxidantes enzimáticos responsáveis pela destruição do H2O2. A análise estatística dos dois experimentos foi realizada através do SAS system for Windows. Os resultados do experimento 2 não revelaram efeitos benéficos para nenhuma das variáveis e com a utilização de ambos os antioxidantes. De fato, a catalase apreesntou efeitos deletérios à membrana plasmática das amostras criopreservadas com 240 UI/mL de catalase quando comparadas ao controle (13,42±2,96% e 25,08±4,80% de espermatozóides com membrana íntegra, respectivamente). De fato, estudos anteriores indicam que as concentrações de catalase em sêmen de caprinos são extremamente baixas, o que indicaria que o tratamento com as dosagens utilizadas de catalase pode ter sido excessivo. Além disto, diferentes antioxidantes aparentemente atuam em diferentes regiões do espermatozóide, sendo que, apenas a combinação de diferentes antioxidante poderia ser eficiente. Por outro lado, os resultados do Experimento 1 foram obtidos em amostras frescas, sendo que provavelmente, em amostras criopreservadas, a espécie reativa mais deletéria poderia ser outra. / The goat production in Brazil has grown considerably in recent years. However, this growth is limited by the post-thaw sperm quality, which would impais the use of biotechnologies applied to reproduction (e.g., artificial insemination and embryo transfer). One reason for the decline in sperm quality after thawing is the attack of reactive oxygen species (ROS), which can lead to damage of membrane, acrosome, mitochondria and DNA. An alternative to improve the quality of cryoprerved goat sperm samples would be the treatment of the extender with antioxidants. However, it is crucial to identify the reactive oxygen species more deleterious to semen of goats to determine the ideal antioxidant. The aim of this study was to identify the ROS more deleterious to semen of goats and thereby to treat the extender with specific antioxidants for the destruction of this ROS. In experiment 1, sperm samples from 12 goats were incubated with 3 systems of production of ROS and a by-product of lipid peroxidation, known to also lead to oxidative damage. The sperm samples were subjected to incubation with xanthine (20 mM) and xanthine oxidase (superoxide anion), iron sulfate (4 mM) and ascorbate (20mM-hydroxyl radical), hydrogen peroxide (H2O2, 20 mM) and malondialdehyde (20 mM). After incubation the samples were evaluated for sperm morphology, motility, membrane (eosin / nigrosin), acrosome (Rose Bengal / Fast Green), mitochondria (3.3 diaminobenzidine) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS, assesses the susceptibility of sperm to oxidative stress). The results of experiment 1 indicated that ROS most deleterious to the goat sperm is the H2O2, especially due to damages to the plasma membrane and mitochondria. Thus, in Experiment 2, the extender for cryopreservation of goat semen was supplemented with catalase and glutathione peroxidase (GPx), enzymatic antioxidants responsible for the destruction of H2O2. Statistical analyses were performed using the SAS system for Windows. The results of experiment 2 revealed no beneficial effects of the use of neither catalase oor GPx. In fact, catalase showed deleterious effects on the plasma membrane of cryopreserved samples; Samples treated with 240 IU / mL of catalase showed a lower percentage of sperm with intact membrane when compared with controls (13.42 ± 2.96 ± 4.80% and 25.08%, respectively ). In fact, previous studies indicate that concentrations of catalase in semen of goats are very low, which indicates that catalase treatment with the dosages used in the present study may have been excessive. Apparently different antioxidants work in different regions of the sperm, and only the combination of different antioxidant could be effective. Moreover, the results of Experiment 1 were obtained in fresh samples, and probably, in cryopreserved samples, other ROS could be the most deleterious.

Este estudo objetivou avaliar os efeitos da melatonina sobre a qualidade e as taxas de blastocistos bovinos PIV. A melatonina é um poderoso eliminador de radicais livres e tem efeitos benéficos na PIV de algumas espécies. Foram feitas sessões de PIV (n=12), sendo aspirados os folículos (2 a 7 mm) de ovários obtidos de abatedouro. Complexos cumulus oócito (COCs) que apresentavam cumulus compacto e oócito com citoplasma homogêneo foram selecionados e randomicamente distribuídos ente os grupos controle (GC) e tratado com Melatonina (GM). Submetidos a MIV por 22h em 400&micro;l de TCM199(Dia-1). Para a FIV COCs foram transferidos para 400&micro;l de meio de fertilização, inseminado com sêmen descongelado previamente submetido ao gradiente descontínuo de Percoll&reg;, e incubados por 18h (dia0). As células do cumulus dos presumíveis zigotos foram removidas com hialuronidase e pipetagem sucessiva, sendo então cultivados (CIV) em 400&micro;l de KSOM- BSA (Dia 1). No Dia 3, foi avaliada a taxa de clivagem em estereomicroscópio e adicionados 400&micro;l KSOM-20% SFB. No Dia 5, 200&micro;l de meio foram removidos e 400&micro;l KSOM-10% SFB adicionado. No dia 7 foi avaliado o estágio de desenvolvimento dos embriões, e as porcentagens calculadas em relação ao total de presumíveis zigotos. Todos os procedimentos foram realizados em placa de 4 poços (Nunc Multidishes&reg;) sem cobertura de óleo mineral Na MIV e no CIV, os grupos receberam ou 0ng/ml ou 50ng/ml de melatonina, GC e GM, respectivamente. No Dia 7, de 4 sessões de PIV, todos os blastocistos expandidos foram corados com Iodeto de Propídeo e Hoechst 33342. Os demais blastocistos expandidos, das outras sessões, foram vitrificados, assim como todos os presentes no Dia 8. Uma amostra deste meio foi retirada para avaliação da concentração de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Posteriormente os embriões foram descongelados e cultivados para a avaliação do efeito da melatonina sobre os embriões no cultivo pós-descongelação. A análise estatística foi feita usando SAS system for Windows 9.2&reg;. Dados paramétricos foram submetidos ao teste T de Student e os não paramétricos ao Wilcoxon, diferenças foram consideradas significativas quando p<0,05. Blastocistos expandidos do GM apresentaram maior número de células, sendo que estas apresentaram porcentagem menor de ruptura de membrana que os do GC. A melatonina não influenciou as taxas de clivagem, de blastocistos no Dia 7 nem a taxa de blastocistos passíveis de vitrificação. Não foi observado efeito da melatonina sobre a tolerância dos embriões à vitrificação nem no período de cultivo após o descongelamento. Inesperadamente, a melatonina aumentou a concentração de TBARS no meio. A melatonina melhorou a qualidade embrionária, contudo suas propriedades antioxidantes não foram evidenciadas. / This aimed to evaluate melatonin effect over bovine embryo quality and rates on in vitro embryo production procedures (IVP). Melatonin is an effective free radical scavenger and beneficial effects of melatonin have been demonstrated in IVP for some species. Embryo production sessions (12) were performed; follicles (2 to 7 mm) were aspirated from slaughterhouse-derived ovaries. Cumulusoocyte complexes (COCs) who had a compact cumulus and oocyte with homogeneous cytoplasm were selected and randomly allocated (35 to 55 per group) on either control Group (CG) or Melatonin Treatment Group (MG). COCs underwent in vitro maturation (IVM) for 22 hours in 400&micro;l of TCM199 (Day -1). For in vitro fertilization (IVF) COCs were moved to fertilization medium 400&micro;l and were inseminated with previously submitted to discontinuous PercollTM gradient, frozenthawed semen, incubated for 18 hours (Day 0). After IVF presumptive zygotes were striped from remaining cumulus cells by incubation with hyaluronidase and gentile pipetting, then moved to 400&micro;l of KSOM- BSA (Day 1). On Day 3 embryos were inspected under a stereomicroscope to evaluate cleavage rate, and 400&micro;l KSOM-20% FCS was added. On Day 5 200&micro;l of medium were removed and 400&micro;l KSOM-10% FCS was added. On Day 7 embryos were evaluated regarding their developmental stage, percentages (%) were calculated over the total of presumptive zygotes, expanded blastocysts were vitrified. All procedures were performed on a Nunc MultidishesTM 4 well dish without mineral oil overlay. During IVM and IVC groups received either 0ng/ml or 50 ng/ml of melatonin, CG and MG respectively. On Day 7 out of 4 replicates all expanded blastocysts were dyed with Propidium Iodide and Hoechst. Remaining expanded blastocysts ass well as all the expanded blastocysts on Day 8 were vitrified. A medium sample was withdrawn for thiobarbituric acid assay (TBARS). Latter embryos were thawed and cultured aiming to evaluate melatonin effect over cryotolerance and post thaw culture system. Statistical analysis was performed using SAS system for Windows 9.2TM parametric data was submitted to student T-test and non parametric to Wilcoxon. Differences were considered meaningful when p<0,05. Expanded blastocysts from MG presented more cells and less cells with ruptured membrane than the ones from CG. But melatonin treatment neither influenced cleavage nor Blastocyst rates on Day 7, nor the rate of blastocysts that can be vitrified. Neither over embryos cryotolerance nor over post thaw culture system. Unexpectedly melatonin increased TBARS levels on medium. Melatonin improves bovine embryo quality however its antioxidant properties were not demonstrated.

Avaliamos importância da NADPH oxidase 2 (NOX2) na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) em ilhotas de ratas alimentadas ou em jejum, incubadas na presença de 2,8 mM ou 16,7 mM de glicose, associada ou não a leucina, com ou sem inibição da NOX2. As ilhotas dos animais alimentados ou em jejum apresentaram reduzida secreção de insulina e altas concentrações de EROs na presença de 2,8 mM de glicose. Esses parâmetros foram invertidos pela adição de inibidores da NOX2. A leucina, que é metabolizada no Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos, também aumentou a secreção de insulina por aumento de ATP, e diminuiu as EROs, devido ao aumento de NADPH, um substrato do sistema antioxidante. Desse modo, quando as ilhotas são submetidas ao jejum, a diminuição da atividade secretória é fundamental para impedir que quantidades maiores de hormônio sejam secretadas, podendo levar a uma hipoglicemia. Porém, na presença de alta concentração de glicose, a ativação das defesas antioxidantes da célula b atenua o excesso de EROS, liberando a secreção de insulina. / We sought to evaluate the importance of NADPH oxidase 2 (NOX2) in the production of reactive oxygen species (ROS) in islets from rats fed or fasted, incubated in the presence of glucose 2.8 mM or 16.7 mM, with or without leucine or inhibition of NOX2. Islets of fed or fasted animals showed reduced insulin secretion and high concentration of ROS in the presence of 2.8 mM glucose. These parameters were reversed by addition of inhibitors NOX2. Leucine that is metabolized in the cycle of Tricarboxylic Acids (TCA) also increased insulin secretion, by increasing ATP, and ROS decreased due to the increase of NADPH, a substrate of the antioxidant system. Thus, when the islets are subjected to fasting, decreased secretory activity is essential to prevent amounts of the hormone be secreted and may lead to hypoglycaemia. However, in the presence of high glucose levels, activation of antioxidant defenses of b cell attenuates the excess of ROS, releasing insulin secretion.

A epilepsia do lobo temporal (ELT) é o tipo mais comum de epilepsia em adultos. Estudos experimentais têm descrito aumento da geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) na morte neuronal relacionada à excitotoxicidade, presente em muitas doenças neurodegenerativas, incluindo a epilepsia. O objetivo deste estudo foi avaliar a participação das EROs e da NADPH oxidase na morte neuronal no hipocampo de ratos submetidos ao modelo de ELT induzido pela pilocarpina (PILO). Os métodos utilizados foram a dihidroetidina (DHE) para determinar a geração de EROs, Fluoro-Jade B (detecta a degeneração de neurônios) e o tratamento com apocinina (APO), um antioxidante e inibidor da NADPH oxidase durante 7 dias prévios à injeção de PILO. Ratos machos Wistar adultos (n=5/grupo) foram submetidos à indução do status epilepticus (SE) e sacrificados após diferentes períodos (3, 6, 12 e 24 horas do início do SE). O giro denteado (GD) apresentou morte neuronal e aumento da geração de EROs em todos os períodos avaliados após indução de SE. Na região CA1, foi observada morte neuronal após 24 horas e aumento da geração em 6 e 24 horas. Na região CA3 morte neuronal e geração de EROs foram observadas após 24 horas do início do SE. O tratamento com APO diminuiu os níveis de EROs e morte neuronal em todas as regiões avaliadas. Nossos resultados indicam que o estresse oxidativo contribui para a morte neuronal durante o SE induzido por PILO. Além disso, pode-se sugerir que a NADPH oxidase está envolvida nesse processo, uma vez que o tratamento com APO diminuiu a neurodegeneração presente neste modelo de epilepsia / Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most frequent form of epilepsy in adults. Experimental data have described an increase of reactive species oxygen (ROS) generation in relation to the neuronal death related to excitotoxicity, which occurs in many neurodegenerative diseases, including epilepsy. The aim of this study was to evaluate the participation of ROS generated by NADPH oxidase in the cell death observed in the hippocampus of rats submitted to the pilocarpine (PILO) model of TLE. Dihydroethidium (DHE) oxidation and Fluoro-Jade B assays were peformed in order to detect ROS generation and neurodegeneration, respectively. Moreover, treatment of rats with apocynin (APO), an antioxidant and NADPH oxidase inhibitor, was also performed for 7 days prior to induction of status epilepticus (SE). Male Wistar rats (n=5/group) were submitted to PILO injection for SE induction and sacrificed after different periods (3, 6, 12 and 24 hours after SE establishment). The dentate gyrus (DG) present clear neurodegeneration, as well as an increase of ROS generation, in all analysed periods. In the CA1 area neuronal death was observed at 24h and ROS generation after 6h and 24h after SE establishment. In the CA3 area neuronal death and ROS generation were detected 24h after SE induction. APO treatment was effective in decreasing both ROS production and neurodegeneration in all three hipocampal areas. These results reinforce the idea that oxidative stress contributes to the neuronal death ensuing after SE induced by pilocarpine. In addition, as the APO treatment decreased neurodegeneration present in this epilepsy model, we suggest an involvement of ROS generated by NADPH oxidase in TLE

Bicarbonato é uma importante espécie química para os seres vivos, sendo o principal tampão celular, alem de apresentar uma negligenciada atividade redox. Isquemia é um evento no qual existe inibição do aporte de nutrientes e oxigênio, sendo a reperfusão o retorno do fluxo de nutrientes e oxigênio, que é acompanhada por alta produção de radicais livres e morte celular. Nessa tese estudamos o efeito da presença de bicarbonato durante a isquemia-reperfusão. Em nosso modelo nós mantivemos o pH constante e modulamos a quantidade de bicarbonato enquanto células, órgãos e animais foram submetidos a isquemia-reperfusão. Utilizamos condições sem a presença de bicarbonato, a concentração basal sanguínea e uma concentração mais alta simulando o acúmulo de bicarbonato em condições isquêmicas. Nesses diversos modelos mostramos que a presença de bicarbonato aumenta o dano provocado por isquemia-reperfusão e provoca um aumento do acúmulo de proteínas oxidadas. A presença do bicarbonato não modifica a respiração, produção de espécies reativas de oxigênio, ou a morfologia mitocondrial, também não detectamos mudança na atividade do proteassoma e nos indicadores de autofagia geral. Entretanto detectamos um acúmulo de marcadores autofágicos na fração mitocondrial indicando inibição da mitofagia. Essa inibição foi confirmada ao detectarmos o acúmulo de uma proteína degradada especificamente por mitofagia enquanto não houve mudança em outra degradada pelo proteassoma. Além disso, ao inibirmos farmacologicamente a autofagia, reproduzimos o fenótipo causado pelo bicarbonato mesmo na sua ausência. Em conclusão, a presença de bicarbonato é deletéria em condições de isquemia/reperfusão devido a inibição da mitofagia / Bicarbonate is an important molecule in all living being, acting as the main cellular buffer. However, its biological and redox activity has been mostly neglected to date. Ischemia is an event in which an inhibition of nutrient availablity and oxygen flow occurs, while reperfusion is the return of nutrients and oxygen, accompanied of a burst of reactive oxygen species production and cell death. Here, we studied the effects of bicarbonate during cardiac ischemia-reperfusion. In our model, we kept the pH stable and changed the concentration of the bicarbonate. We then subjected cells, organs and animals to ischemia-reperfusion under conditions where there was no presence, basal blood concentration or a higher concentration of bicarbonate. In these diverse models, we found that the presence of bicarbonate increased damage after a ischemia-reperfusion, and promoted the accumulation of oxidized proteins. Bicarbonate did not change respiration, production of reactive oxygen species or the morphology of the mitochondria. There were also no changes in proteasome activity and in global autophagy markers, although there was an accumulation of mitophagy markers. We also found that mitophagy was responsible for the increased damage observed, since pharmacological inhibiting of autophagy abolished the increased damage caused by the presence of bicarbonate. In conclusion the presence of bicarbonate is deleterious in ischemia-reperfusion due mitophagy inhibition

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Although selective, some herbicides cause injury in plants, resulting in uncontrolled production of reactive oxygen species. Nitric oxide (NO) is appointed as a reducer of the effects caused by oxidative stress in plants; however, their mitigation mechanisms are not yet clear. This study aimed to evaluate the nitric oxide protection mechanisms, provided by sodium nitroprusside (SNP), in the flooded rice cultivar Puitá INTA CL exposed to clomazone herbicide (360 g a.i. L-1), oxyfluorfen (240 g a.i. L-1), oxadiazon (250 g a.i. L-1) and the formulated mixture of paraquat (200 g a.i. L-1) + diuron (100 g a.i. L-1) in vitro and in vivo. For this purpose, (i) leaf segments were pre-incubated with 0, 200 and 2000 μM of SNP and exposed to five herbicides concentrations, and the protective effect confirmed by the NO scavenger, carboxyPTIO, (ii) seeds were soaked by one and 10 hours in solution containing 200 μM of SNP and after sowing, clomazone (1.7 and 3.4 L ha-1 of c.p.) was applied in the post-seeding and the needle stage (iii) plants were treated with 200 and 2000 μM of SNP and sprayed with 1.0 L ha-1 of herbicides oxadiazon, oxyfluorfen + diuron and paraquat. The concentration of 200 μM of SNP has reduced, up to 14% the electrolyte leakage in rice leaf segments exposed to 755.9 μM of oxadiazon, as well as, the imbibition of seeds with 200 μM of SNP for 10 hours increased by 33.1% the total content of chlorophyll, maintaining the pigmentation of seedlings exposed to 3.4 L h-1 of clomazone, applied to the needle stage. When sprayed on the shoot, paraquat + diuron, oxyfluorfen and oxadiazon, respectively, caused the ions leakage of 89.8; 62.8 and 18.3%, while the pre-treatment of the plants with 2000 μM of SNP decreased by 11 and 25.4% the damage caused by the first two, however, there was not reduction in injury caused by oxadiazon. The pre-treatment with SNP minimized the oxidative stress caused by herbicides, by the reducing in the hydrogen peroxide levels and TBARS and by the increase in the pigments levels, reflecting on the lower activity of the enzymes SOD and POD, however, such changes are dependent on the SNP concentration, exposure time and the level of stress caused by herbicides. In the absence or low levels of stress, NO was toxic to plants. / Embora seletivos, alguns herbicidas causam injúrias nas plantas, resultando na produção descontrolada de espécies reativas de oxigênio. O óxido nítrico (NO) é apontado como um redutor dos efeitos causados pelo estresse oxidativo em plantas, entretanto, seus mecanismos de mitigação ainda não são claros. Este trabalho teve por objetivos avaliar os mecanismos de proteção do óxido nítrico, fornecido através de nitroprussiato de sódio (SNP), em plantas de arroz da cultivar Puita INTA CL, expostas aos herbicidas clomazone (360 g i.a. L-1), oxyfluorfen (240 g i.a. L-1), oxadiazon (250 g i.a. L-1) e à mistura formulada de paraquat (200 g i.a. L-1) + diuron (100 g i.a. L-1), in vitro e in vivo. Para tal, (I) segmentos foliares foram pré-incubados com 0, 200 e 2000 μM de SNP e expostos a cinco concentrações dos herbicidas, sendo o efeito protetor confirmado pelo seqüestrador de NO, carboxyPTIO, (II) sementes foram embebidas, por uma e 10 horas, em solução contendo 200 μM de SNP e após a semeadura, clomazone (1,7 e 3,4 L p.c. ha-1) foi aplicado em pós-semeadura e no ponto de agulha, (III) plantas foram tratadas com 200 e 2000 μM de SNP e pulverizadas com 1,0 L ha-1 dos herbicidas oxadiazon, oxyfluorfen e paraquat + diuron. A concentração de 200 μM de SNP reduziu, em até 14%, o extravasamento de eletrólitos em segmentos foliares de arroz expostos a 755,9 μM de oxadiazon, bem como, a embebição das sementes em 200 μM de SNP por 10 horas aumentou em 33,1% o teor de clorofila total, mantendo a pigmentação das plântulas expostas a 3,4 L ha-1 de clomazone, aplicado no ponto de agulha. Quando pulverizados na parte aérea das plantas, paraquat + diuron, oxyfluorfen e oxadiazon, respectivamente, causaram o extravasamento de 89,8; 62,8 e 18,3%, dos íons celulares, enquanto que as plantas pré-tratadas com 2000 μM de SNP apresentaram redução de 11 e 25,4% no dano causado pelos dois primeiros, contudo, sem redução na injúria causada por oxadiazon. O pré-tratamento com SNP minimizou o estresse oxidativo causado pelos herbicidas, através da redução dos níveis de peróxido de hidrogênio e Tbars e do aumento nos níveis de pigmentos, refletindo na menor atividade das enzimas SOD e POD, entretanto, tais alterações foram dependentes da concentração de SNP, tempo de exposição e do nível de estresse causado pelos herbicidas. Na ausência ou em baixos níveis de estresse, o NO mostrou-se tóxico às plantas.

O presente estudo avaliou o efeito do exercício físico aeróbico na função vasomotora dependente do endotélio em aorta de ratos bem como os mecanismos envolvidos na regulação da biodisponibilidade do NO. Para tanto, um grupo de animais foi submetido a uma sessão de exercício (EX, n=17) enquanto o outro grupo permaneceu em repouso (CT, n=18). Imediatamente após o exercício, os ratos de ambos os grupos foram eutanasiados para a retirada da aorta torácica para análises funcionais e bioquímicas. Resultados: observamos que o grupo exercitado apresentou uma melhora no relaxamento dependente do endotélio com um efeito máximo de 12%, sendo esse efeito relacionado a um aumento na ativação da eNOS. Apesar de aumentar o NO, os animais do grupo EX apresentaram níveis aumentados de superóxido (28%), efeito que foi associado à maior ativação do complexo enzimático NAD(P)H oxidase. Além do superóxido, o peróxido de hidrogênio também foi aumentado nos animais exercitados porém a maior produção de espécies reativas de oxigênio não foi suficiente para causar um estresse oxidativo vascular. Esses resultados demonstram que uma única sessão de exercício físico aeróbico é capaz de melhorar a vasodilatação dependente do endotélio por aumentar a biodisponibilidade de NO e que a produção de espécies reativas oxigênio também aumenta porém em níveis controlados . / The present study evaluated the effect of aerobic physical exercise on endothelium-dependent vasomotor function of rat aorta as well the mechanisms involved in nitric oxide bioavalability control. One group of rats was submitted to one bout of exercise (EX, n=17) while the other one was placed on the treadmill without running (CT, n=18). Immediately after exercise both group were sacrificed and the thoracic aorta was removed for functional and biochemical analysis. Results: we observed that EX group showed an improvement on endothelium-dependent relaxation (12%) and it was related to increase on eNOS activation. Despite increased nitric oxide levels, EX group demonstrated higher superoxide production (28%) that was associated to NAD(P)H oxidase activation. Additionally, hydrogen peroxide also increased in EX group but the increase in reactive oxygen species was not enough to cause oxidative stress. Theses results demonstrate that one bout of aerobic exercise can improve endothelium-dependent vasodilation by increasing NO bioavalability, and that reactive oxygen species also increases but in a controlled fashion