A anemia falciforme (AF) é causada por uma mutação (Glu6Val) no gene que codifica a b-globina gerando a hemoglobina S (HbS). A HbS tem a tendência a se polimerizar quando desoxigenada. Isto resulta em graves manifestações clínicas para o indivíduo homozigoto (HbSS). O traço falciforme (HbAS), geralmente assintomático, também pode apresentar dano orgânico decorrente da doença. Acredita-se que, os eritrócitos falcizados estejam sob constante estresse oxidativo e, assim, liberem produtos de degradação da HbS, que atacam a membrana eritrocitária e catalisam a destruição de hidroperóxidos lipídicos com a formação de radicais alcoxil e peroxil. O ácido alfa-lipóico (AL) um potente antioxidante via seqüestro de espécies reativas de oxigênio, interações redox com outros antioxidantes e inibição da lipoperoxidação. O objetivo deste trabalho é testar o uso do ácido lipóico como um agente antioxidante no tratamento da AF. Sessenta indivíduos foram selecionados sendo, 20 normais (HbAA), 20 traço falciformes (HbAS) e 20 falciformes (HbSS). Metade dos indivíduos foi tratada com 200mg/dia de AL e o restante com placebo. As amostras de sangue foram coletadas antes e após 3 meses de suplementação. Para padronizar a qualidade da alimentação entre os grupos durante a suplementação, cada paciente recebeu mensalmente uma cesta básica adequada às suas necessidades e à de seus familiares. As atividades de catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase (CAT, SOD e GPx) foram analisadas como medida de defesa antioxidante enzimática. O dano oxidativo em proteínas e lipídios foi avaliado pelas técnicas de carbonil e malondialdeído (MDA), respectivamente. A capacidade antioxidante total foi avaliada em plasma como medida adicional de defesa antioxidante. Os resultados mostraram aumento significativo na atividade de CAT nos indivíduos AS após o tratamento com AL (p=0,007). Todos os grupos apresentaram redução significativa na atividade de GPx após o tratamento (p£ 0,05), e os resultados da SOD não foram significativos. Os níveis de MDA e de carbonil em plasma tiveram redução no grupo normal tratado com AL (p= 0,015 e 0,019, respectivamente). Este mesmo grupo mostrou também diminuição da capacidade antioxidante total (p= 0,005). Estes resultados indicam uma ação benéfica do AL nos indivíduos normais. Entretanto, a dose de AL utilizada neste estudo não mostrou ação sobre as defesas antioxidantes ou redução nos níveis de dano oxidativo na anemia falciforme. É possível que uma dose maior produzisse um efeito benéfico não só sobre parâmetros de estresse oxidativo, mas também sobre outros aspectos envolvidos na fisiopatologia desta doença. / Sickle cell disease (SCD) is caused by a mutation (Glu6Val) in the gene that encodes b-globin. The sickle hemoglobin molecule (HbS) has the tendency to polymerize when deoxygenated. This results in serious clinical manifestations for homozygous SCD patient. SCD trait (HbAS) patients usually do not exhibit any symptoms although organic damage related to the disease sometimes are present. Oxidative stress plays a significant role in the disorder's pathophysiology. Several characteristic symptoms can result from oxidative stress not only in erythrocytes but also in leucocytes and endothelial cells. Alpha–lipoic acid (ALA) is a potent antioxidant, free radicals scavenger and transition metal ions chelator. It can also recycle glutathione (GSH) and inhibit lipid peroxidation. ALA actuates in both hydrophilic phase and hydrophobic membrane portion. The objective of this study was to test ALA as an antioxidant in the SCD treatment. Sixty subjects were selected and divided in groups according to hemoglobin profile: AA (normal), AS (SC trait) and SS (SCD patient). Patients were randomized into a placebo-controlled trial and treated with either ALA (200mg) or vehicle. Blood samples were collected before the start of supplementation and after 3 months of treatment. Catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities were evaluated in erythrocytes. To determinate lipid damage levels, malondialdehyde (MDA) was measured by HPLC in serum and the protein damage levels were quantified in plasma by carbonyl assay. Total antioxidant status (TAS) was evaluated as nonenzymatic antioxidant defense measurement in plasma. The results show a significative increase in CAT activity (p= 0,007) in the AS group with ALA treatment. GPx activity was decreased in all groups (p£ 0,05). SOD activity was not different in any group. After ALA treatment, AA group shows significant decrease in MDA and carbonyl levels (p= 0,015 e 0,019, respectively). Interestingly, TAS was decreased in this same group (p= 0,005). These findings demonstrate the ALA capacity to prevent membrane lipid damage in normal individuals. However, this dose was not effective to reduce damage in SCD patients or SC trait. It is possible that a higher dose could protect these patients. Thus, more studies are necessary to elucidate the ALA antioxidant effects in SCD.

Os níveis de ácido pipecólico (AP) estão elevados em desordens metabólicas severas do sistema nervoso central como na Síndrome de Zellweger, Doença de Refsum Infantil, Adrenoleucodistrofia neonatal e Hiperlisinemia. Os indivíduos afetados apresentam disfunção neurológica progressiva, hipotonia e retardo no crescimento. Os mecanismos de dano cerebral nestas desordens ainda permanecem pouco compreendidos. Uma vez que o catabolismo do AP pode produzir H2O2 através de oxidases, o estresse oxidativo pode ser um possível mecanismo envolvido na fisiopatologia dessas doenças. O ácido lipoico (AL) é considerado um eficiente antioxidante e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção do estresse oxidativo em vários modelos experimentais de desordens do sistema neurológico. Considerando que, para o nosso conhecimento, nenhum estudo investigou o papel do AP sobre o estresse oxidativo, no presente trabalho foram investigados os efeitos in vitro do AP em alguns parâmetros de estresse oxidativo e avaliada a eficácia do AL contra possíveis efeitos pró-oxidantes do AP em córtex cerebral de ratos de 14 dias de vida. Os sobrenadantes de córtex cerebral foram incubados por 1 h a 37ºC na presença de AP ou AL e os controles foram incubados somente com o meio que era constituído de tampão fosfato de sódio 20 mM contendo 140 mM de KCl, pH 7,4. As concentrações finais de AP no meio foram de 0,1, 0,25, 0,5 e 1,0 mM. O AL foi incubado sozinho na concentração de 0,1 mM e na presença de AP (1 mM). Alíquotas foram utilizadas para as medidas imediatamente após a incubação. As atividades da catalase, glutationa peroxidase, glicose 6-fosfato desidrogenase e glutationa S-transferase juntamente com o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foram significativamente reduzidas, enquanto a atividade da superóxido dismutase e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) foram significativamente aumentadas pelo AP. O AL foi capaz de prevenir esses efeitos melhorando a atividade das enzimas antioxidantes, aumentando o conteúdo de GSH e reduzindo os níveis de TBA-RS. Em contraste, as atividades da glutationa redutase e 6-fosfogluconato desidrogenase e o conteúdo de sulfidrilas não foram alterados. Tomados em conjunto, pode-se presumir que o AP in vitro induz estresse oxidativo e o AL é capaz de prevenir estes efeitos. / Pipecolic acid (PA) levels are increased in severe metabolic disorders of the central nervous system such as Zellweger syndrome, infantile Refsum disease, neonatal adrenoleukodystrophy and hyperlysinemia. Affected individuals present progressive neurological dysfunction, hypotonia and growth retardation. The mechanisms of brain damage in these disorders remain poorly understood. Since PA catabolism produces H2O2 by oxidases, oxidative stress may be a possible mechanism involved in the pathophysiology of these diseases. Lipoic acid (LA) is considered an efficient antioxidant and has been suggested in studies for the treatment and prevention of oxidative stress in experimental models of many disorders of the neurologic system. Considering that, to our knowledge, no study has investigated the role of PA on oxidative stress, in the present work we investigated the in vitro effects of PA on some oxidative stress parameters and evaluated the LA efficacy against possible pro-oxidant effects of PA in cerebral cortex of 14 day-old rats. Cerebral cortex supernatants were incubated for 1 h at 37°C in the presence of PA or LA, and controls were incubated with medium only consisting of 20 mM sodium phosphate buffer pH 7.4 and 140 mM KCl. The final concentrations of PA in the medium were 0.1, 0.25, 0.5 and 1.0 mM. The LA was incubated alone at a concentration of 0.1 mM and in the presence of PA (1mM). Aliquots were used for the measurements immediately after the incubation. The activities of catalase, glutathione peroxidase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, and glutathione S-transferase along with reduced glutathione (GSH) content were significantly decreased, while superoxide dismutase activity and thiobarbituric acidreactive substances (TBA-RS) were significantly enhanced by PA. LA was able to prevent these effects by improving the activity of antioxidant enzymes, increasing GSH content and reducing TBA-RS. In contrast, glutathione reductase and 6- phosphogluconate dehydrogenase activities and sulfhydryl content were not altered. Taken together, it may be presumed that PA in vitro elicits oxidative stress and LA is able to prevent these effects.

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Solid pharmaceutical forms tend to have problems related to bioavailability, making it necessary to perform the test of dissolution. The Brazilian Pharmacopeia does not show us in the percentage dissolution for the lipoic acid in the form of capsules, while the American Pharmacopoeia presents only the liquid chromatography (HPLC) method feeder on dissolution of this active pharmaceutical ingredient (IFA). In view of the absence of conditions in the Brazilian official code for these tests and the search for less costly techniques the goal is the development and validation of a methodology for quantification of lipoic acid on its dissolution in vitro study in capsules by UV/Vis spectrophotometry and high performance liquid chromatography ultraeficiência (CLUE). For that, physical and chemical characterization of the IFA, lipoic acid, through your recrystallization to assess purity and presence of polymorphism using TG/DTG, DSC, FTIR and DRX. To evaluate the ability of encapsulation of the wording proposed was conducted study of micromériticas properties, from analysis of the angle of repose, Hausner factor (FH), Carr index (CI) and flow rate. The method of dissolution employee followed the parameters recommended by the American Pharmacopoeia, and for the analysis of dissolution profiles was developed and validated methods of quantification of the drug by UV/Vis spectrophotometry and by CLUE, following the parameters of specificity, linearity, precision, accuracy, limits of detection and quantification, robustness. It was observed, from the results of TG/DTG-DSC, FTIR and XRD, the IFA used presented considerable purity and lacks polymorphism. The microméritico study has shown that the formulation presented a good flow. The methodologies for the quantification of samples of dissolution by UV/Vis spectrophotometry and CLUE fit in all validation parameters established, the developed formulation presented dissolved content percentage above 70%, in accordance with the official textbooks. There was a statistically significant difference between the methods studied, demonstrating the feasibility of using the Spectrophotometric method for evaluation of the in vitro dissolution, for their greater accessibility and lower cost. With this, it is concluded that the methods developed are safe and effective for the purpose intended and that the wording developed with lipoic acid led to the dissolution of the active ingredient. / O ácido lipóico funciona como um cofator para complexos multienzimáticos mitocondriais, com intensa capacidade de inibir radicais livres em meio aquoso e lipídico, sendo apontado como uma substância promissora na defesa antioxidante. No Brasil é comumente comercializado na forma de cápsulas por farmácias magistrais. Formas farmacêuticas sólidas tendem a apresentar problemas relacionados à biodisponibilidade, tornando-se necessário realizar o ensaio de dissolução. A Farmacopeia Brasileira não apresenta percentual de cedência no ensaio de dissolução para o ácido lipóico na forma de cápsulas, enquanto que a Farmacopeia Americana apresenta apenas a cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) como método dosador na dissolução deste ingrediente farmacêutico ativo (IFA). Tendo em vista a ausência de condições no código oficial brasileiro para estes ensaios e a busca por técnicas menos onerosas, objetiva-se o desenvolvimento e a validação de metodologia para quantificação do ácido lipóico no estudo de sua dissolução in vitro em cápsulas, por meio da espectrofotometria UV/Vis e da cromatografia líquida de ultraeficiência (CLUE). Para isso, realizou-se caracterização físico-química do IFA, ácido lipóico, através de sua recristalização, a fim de avaliar pureza e presença de polimorfismo, utilizando TG/DTG, DSC, FTIR e DRX. Para avaliar a capacidade de encapsulamento da formulação proposta foi realizado estudo das propriedades micromériticas, a partir de análise do ângulo de repouso, Fator de Hausner (FH), Índice de Carr (IC) e velocidade de escoamento. O método de dissolução empregado seguiu os parâmetros preconizados pela Farmacopeia Americana, e para a análise dos perfis de dissolução foi desenvolvido e validado métodos de quantificação do fármaco por espectrofotometria UV/Vis e por CLUE, seguindo os parâmetros de especificidade, linearidade, precisão, exatidão, limites de detecção e quantificação, robustez. Foi observado, a partir dos resultados de TG/DTG-DSC, FTIR e DRX, que o IFA utilizado apresentou pureza considerável e não possui polimorfismo. O estudo microméritico demonstrou que a formulação apresentou um bom fluxo. As metodologias para quantificação das amostras de dissolução por espectrofotometria UV/Vis e CLUE se enquadraram em todos os parâmetros de validação estabelecidos, a formulação desenvolvida apresentou percentual de teor dissolvido acima de 70% , estando de acordo com os compêndios oficiais. Não se verificou diferença estatística significativa entre os métodos estudados, demonstrando a viabilidade do uso do método espectrofotométrico para avaliação da dissolução in vitro, por sua maior acessibilidade e menor custo. Com isto, conclui-se que os métodos desenvolvidos são seguros e eficazes para o objetivo pretendido e que a formulação desenvolvida com ácido lipóico permitiu a dissolução considerável do princípio ativo.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A esquizofrenia à parcialmente mimetizada pela administraÃÃo repetida de cetamina (KET), sendo este modelo sensÃvel a antipsicÃticos atÃpicos. DesequilÃbrio oxidativo à uma alteraÃÃo importante observada na esquizofrenia. O Ãcido alfa-lipÃico (ALA) à um Ãcido natural sintetizado em tecidos humanos que apresenta propriedades antioxidantes. O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito de ALA sozinho ou associado com clozapina (CZP) na reversÃo de alteraÃÃes induzidas por KET. Camundongos machos adultos receberam KET ou soluÃÃo salina durante 7 dias. Do 8 ao 14 dia, salinas, ALA (100 mg/kg), CZP 2,5 ou 5 mg/kg foram adicionados. Sintomas do tipo esquizofrenia foram avaliados atravÃs da inibiÃÃo de prÃ-pulso (IPP) e atividade locomotora (sintomas positivos), preferÃncia social (sintomas negativos) e labirinto em y (sintomas cognitivos). AlteraÃÃes oxidativas (glutationa reduzida-GSH e peroxidaÃÃo lipÃdica-LP) e nitrito no cÃrtex prÃ-frontal (CPF), hipocampo (HC) e corpo estriado (CE); e fator neurotrÃfico derivado do cÃrebro (BDNF) no CPF tambÃm foram abordadas. Cetamina causou dÃficits no IPP, memÃria de trabalho, interaÃÃo social; e tambÃm causou hiperlocomoÃÃo. AlÃm disso, diminuiu GSH, nitrito e BDNF; e aumentou LP. ALA sozinho reverteu alteraÃÃes comportamentais induzidas por KET. TambÃm reverteu a diminuiÃÃo de GSH no HC, BDNF e o aumento da LP (CPF, HC e CE). A combinaÃÃo de CZP 2,5 + ALA reverteu o comportamento e alguns parÃmetros neuroquÃmicos. No entanto, CZP 5 + ALA causou deficiÃncia motora. No geral, ALA parece apresentar um perfil semelhante aos antipsicÃtico atÃpicos revertendo os sintomas positivos e negativos induzidos pela KET. O mecanismo envolve parcialmente aÃÃo antioxidante, neurotrÃfica e as vias nitrÃrgicas. A combinaÃÃo com CZP apresentaram resultados positivos, principalmente, com a dose mais baixa. / Schizophrenia is partially mimicked by the repeated administration of ketamine (KET) being this model sensitive to atypical antipsychotics. Oxidative imbalance is an important alteration seen in schizophrenia. Alpha-lipoic acid (ALA) is a natural acid synthesized in human tissues presenting antioxidant properties. Herein we aimed to determine the effect of ALA alone or combined with clozapine (CZP) in the reversal of KET-induced alterations. Adult male mice received KET or saline during 7 days. From the 8 th to 14th days, saline, ALA (100 mg/kg), CZP 2.5 or 5 mg/kg were added. Schizophrenia-like symptoms were evaluated by prepulse inhibition (PPI) of the startle and locomotor activity (positive - like), social preference (negative - like) and Y maze (cognitive - like). Oxidative alterations (reduced glutathione - GSH and lipid peroxidation - LP) and nitrite in the prefrontal cortex (CPF), hippocampus (HC) and striatum (ST) and BDNF in the CPF were also addressed. Ketamine caused deficits in PPI, working memory, social interaction together with hyperlocomotion. Additionally, decreases in GSH, nitrite and BDNF and increases in LP were observed. ALA alone reversed KET - induced behavioral alterations. It also reversed the decreases in GSH in the HC, BDNF and increase in LP (CPF, HC and ST). The combination CZP 2.5 + ALA reversed behavioral and some neurochemical parameters. However, CZP 5 + ALA caused motor impairment. Overall, ALA seems to present an atypical antipsychotic-like profile reversing KET - induced positive and negative - like symptoms. The mechanism partially involves antioxidant, neurotrophic and nitrergic pathways. The combination with CZP presented positive results mainly with the lower dose.

A anemia falciforme (AF) é causada por uma mutação (Glu6Val) no gene que codifica a b-globina gerando a hemoglobina S (HbS). A HbS tem a tendência a se polimerizar quando desoxigenada. Isto resulta em graves manifestações clínicas para o indivíduo homozigoto (HbSS). O traço falciforme (HbAS), geralmente assintomático, também pode apresentar dano orgânico decorrente da doença. Acredita-se que, os eritrócitos falcizados estejam sob constante estresse oxidativo e, assim, liberem produtos de degradação da HbS, que atacam a membrana eritrocitária e catalisam a destruição de hidroperóxidos lipídicos com a formação de radicais alcoxil e peroxil. O ácido alfa-lipóico (AL) um potente antioxidante via seqüestro de espécies reativas de oxigênio, interações redox com outros antioxidantes e inibição da lipoperoxidação. O objetivo deste trabalho é testar o uso do ácido lipóico como um agente antioxidante no tratamento da AF. Sessenta indivíduos foram selecionados sendo, 20 normais (HbAA), 20 traço falciformes (HbAS) e 20 falciformes (HbSS). Metade dos indivíduos foi tratada com 200mg/dia de AL e o restante com placebo. As amostras de sangue foram coletadas antes e após 3 meses de suplementação. Para padronizar a qualidade da alimentação entre os grupos durante a suplementação, cada paciente recebeu mensalmente uma cesta básica adequada às suas necessidades e à de seus familiares. As atividades de catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase (CAT, SOD e GPx) foram analisadas como medida de defesa antioxidante enzimática. O dano oxidativo em proteínas e lipídios foi avaliado pelas técnicas de carbonil e malondialdeído (MDA), respectivamente. A capacidade antioxidante total foi avaliada em plasma como medida adicional de defesa antioxidante. Os resultados mostraram aumento significativo na atividade de CAT nos indivíduos AS após o tratamento com AL (p=0,007). Todos os grupos apresentaram redução significativa na atividade de GPx após o tratamento (p£ 0,05), e os resultados da SOD não foram significativos. Os níveis de MDA e de carbonil em plasma tiveram redução no grupo normal tratado com AL (p= 0,015 e 0,019, respectivamente). Este mesmo grupo mostrou também diminuição da capacidade antioxidante total (p= 0,005). Estes resultados indicam uma ação benéfica do AL nos indivíduos normais. Entretanto, a dose de AL utilizada neste estudo não mostrou ação sobre as defesas antioxidantes ou redução nos níveis de dano oxidativo na anemia falciforme. É possível que uma dose maior produzisse um efeito benéfico não só sobre parâmetros de estresse oxidativo, mas também sobre outros aspectos envolvidos na fisiopatologia desta doença. / Sickle cell disease (SCD) is caused by a mutation (Glu6Val) in the gene that encodes b-globin. The sickle hemoglobin molecule (HbS) has the tendency to polymerize when deoxygenated. This results in serious clinical manifestations for homozygous SCD patient. SCD trait (HbAS) patients usually do not exhibit any symptoms although organic damage related to the disease sometimes are present. Oxidative stress plays a significant role in the disorder's pathophysiology. Several characteristic symptoms can result from oxidative stress not only in erythrocytes but also in leucocytes and endothelial cells. Alpha–lipoic acid (ALA) is a potent antioxidant, free radicals scavenger and transition metal ions chelator. It can also recycle glutathione (GSH) and inhibit lipid peroxidation. ALA actuates in both hydrophilic phase and hydrophobic membrane portion. The objective of this study was to test ALA as an antioxidant in the SCD treatment. Sixty subjects were selected and divided in groups according to hemoglobin profile: AA (normal), AS (SC trait) and SS (SCD patient). Patients were randomized into a placebo-controlled trial and treated with either ALA (200mg) or vehicle. Blood samples were collected before the start of supplementation and after 3 months of treatment. Catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) activities were evaluated in erythrocytes. To determinate lipid damage levels, malondialdehyde (MDA) was measured by HPLC in serum and the protein damage levels were quantified in plasma by carbonyl assay. Total antioxidant status (TAS) was evaluated as nonenzymatic antioxidant defense measurement in plasma. The results show a significative increase in CAT activity (p= 0,007) in the AS group with ALA treatment. GPx activity was decreased in all groups (p£ 0,05). SOD activity was not different in any group. After ALA treatment, AA group shows significant decrease in MDA and carbonyl levels (p= 0,015 e 0,019, respectively). Interestingly, TAS was decreased in this same group (p= 0,005). These findings demonstrate the ALA capacity to prevent membrane lipid damage in normal individuals. However, this dose was not effective to reduce damage in SCD patients or SC trait. It is possible that a higher dose could protect these patients. Thus, more studies are necessary to elucidate the ALA antioxidant effects in SCD.

Os níveis de ácido pipecólico (AP) estão elevados em desordens metabólicas severas do sistema nervoso central como na Síndrome de Zellweger, Doença de Refsum Infantil, Adrenoleucodistrofia neonatal e Hiperlisinemia. Os indivíduos afetados apresentam disfunção neurológica progressiva, hipotonia e retardo no crescimento. Os mecanismos de dano cerebral nestas desordens ainda permanecem pouco compreendidos. Uma vez que o catabolismo do AP pode produzir H2O2 através de oxidases, o estresse oxidativo pode ser um possível mecanismo envolvido na fisiopatologia dessas doenças. O ácido lipoico (AL) é considerado um eficiente antioxidante e tem sido sugerido em estudos para o tratamento e prevenção do estresse oxidativo em vários modelos experimentais de desordens do sistema neurológico. Considerando que, para o nosso conhecimento, nenhum estudo investigou o papel do AP sobre o estresse oxidativo, no presente trabalho foram investigados os efeitos in vitro do AP em alguns parâmetros de estresse oxidativo e avaliada a eficácia do AL contra possíveis efeitos pró-oxidantes do AP em córtex cerebral de ratos de 14 dias de vida. Os sobrenadantes de córtex cerebral foram incubados por 1 h a 37ºC na presença de AP ou AL e os controles foram incubados somente com o meio que era constituído de tampão fosfato de sódio 20 mM contendo 140 mM de KCl, pH 7,4. As concentrações finais de AP no meio foram de 0,1, 0,25, 0,5 e 1,0 mM. O AL foi incubado sozinho na concentração de 0,1 mM e na presença de AP (1 mM). Alíquotas foram utilizadas para as medidas imediatamente após a incubação. As atividades da catalase, glutationa peroxidase, glicose 6-fosfato desidrogenase e glutationa S-transferase juntamente com o conteúdo de glutationa reduzida (GSH) foram significativamente reduzidas, enquanto a atividade da superóxido dismutase e as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS) foram significativamente aumentadas pelo AP. O AL foi capaz de prevenir esses efeitos melhorando a atividade das enzimas antioxidantes, aumentando o conteúdo de GSH e reduzindo os níveis de TBA-RS. Em contraste, as atividades da glutationa redutase e 6-fosfogluconato desidrogenase e o conteúdo de sulfidrilas não foram alterados. Tomados em conjunto, pode-se presumir que o AP in vitro induz estresse oxidativo e o AL é capaz de prevenir estes efeitos. / Pipecolic acid (PA) levels are increased in severe metabolic disorders of the central nervous system such as Zellweger syndrome, infantile Refsum disease, neonatal adrenoleukodystrophy and hyperlysinemia. Affected individuals present progressive neurological dysfunction, hypotonia and growth retardation. The mechanisms of brain damage in these disorders remain poorly understood. Since PA catabolism produces H2O2 by oxidases, oxidative stress may be a possible mechanism involved in the pathophysiology of these diseases. Lipoic acid (LA) is considered an efficient antioxidant and has been suggested in studies for the treatment and prevention of oxidative stress in experimental models of many disorders of the neurologic system. Considering that, to our knowledge, no study has investigated the role of PA on oxidative stress, in the present work we investigated the in vitro effects of PA on some oxidative stress parameters and evaluated the LA efficacy against possible pro-oxidant effects of PA in cerebral cortex of 14 day-old rats. Cerebral cortex supernatants were incubated for 1 h at 37°C in the presence of PA or LA, and controls were incubated with medium only consisting of 20 mM sodium phosphate buffer pH 7.4 and 140 mM KCl. The final concentrations of PA in the medium were 0.1, 0.25, 0.5 and 1.0 mM. The LA was incubated alone at a concentration of 0.1 mM and in the presence of PA (1mM). Aliquots were used for the measurements immediately after the incubation. The activities of catalase, glutathione peroxidase, glucose 6-phosphate dehydrogenase, and glutathione S-transferase along with reduced glutathione (GSH) content were significantly decreased, while superoxide dismutase activity and thiobarbituric acidreactive substances (TBA-RS) were significantly enhanced by PA. LA was able to prevent these effects by improving the activity of antioxidant enzymes, increasing GSH content and reducing TBA-RS. In contrast, glutathione reductase and 6- phosphogluconate dehydrogenase activities and sulfhydryl content were not altered. Taken together, it may be presumed that PA in vitro elicits oxidative stress and LA is able to prevent these effects.

Xylella fastidiosa é uma bactéria gram-negativa, colonizadora do xilema de plantas economicamente importantes, sendo responsável por diversas patogenias como a doença de Pierce em videiras e a clorose variegada dos citros (CVC). Plantas, ao serem infectadas por patógenos, dispõem de um maquinário de defesa que inclui a geração de espécies reativas de oxigênio (ROS). Peróxidos de lipídios podem ser formados pelo ataque de ROS à membrana bacteriana ou pela ação de lipoxigenases. O sistema da AhpR (alquil hidroperóxido redutase) foi inicialmente caracterizado como o principal responsável pela defesa contra hidroperóxidos orgânicos em bactéria. Recentemente, foi descrito um gene em muitas bactérias patógenas no qual a sua deleção conferia a célula uma maior susceptibilidade a hidroperóxidos orgânicos, mas não a H2O2 ou a geradores de superóxido (Mongkolsuk et al., 1998 e Ochsner et al., 2001). Por esta razão, este gene foi denominado ohr (organic hydroperoxide resistance gene). O objetivo desse trabalho foi caracterizar funcionalmente a proteína ohr de X. fastidiosa. Inicialmente, demonstramos que ohr possui atividade peroxidase dependente de tiól sendo que sua capacidade de reagir com hidroperóxidos é devida á presença de um par de cisteínas conservadas em seu sítio ativo. Também mostramos que ohr possui um enovelamento alfa/beta único, não observado nas estruturas de outras peroxidases dependentes de tiól como peroxirredoxinas e glutationa peroxidases. Análises do sítio ativo de ohr mostraram que seus prováveis substratos são moléculas hidrofóbicas e alongadas. Corroborando esta hipótese, demonstramos que enzimas lipoiladas, classicamente relacionadas com o metabolismo intermediário, interagem física e funcionalmente com ohr, enquanto que os sistemas tiorredoxina e glutationa, classicamente relacionados a tióis peroxidases, não sustentam a atividade peroxidásica de ohr. Este resultado representa a primeira descrição de uma peroxidase que é diretamente reduzida por grupos lipóicos de enzimas. Também fornecemos evidências que indicam que ohr atua na redução de hidroperóxidos derivados de ácidos graxos insaturados. De fato, análise cinética de estado estacionário por bi substrato mostra que ohr decompõem hidroperóxidos orgânicos com alta eficiência (kcat/KM ~ 106M-1.s1) através de um mecanismo ping-pong, sendo aproximadamente dez mil vezes mais eficiente do que na presença de H2O2. Esses dados em conjunto mostram que ohr é central na resposta bacteriana contra o estresse induzido por hidroperóxidos orgânicos, mas não por H2O2 e define uma nova classe de enzimas antioxidantes com propriedade únicas: peroxidases dependentes de grupos lipóicos. Outro objetivo desse trabalho foi estudar a via de regulação gênica de ohr em Xylella fastidiosa. Na maioria dos organismos, ohr é regulada por uma proteína repressora denominada ohrR (Sukchawalit et al., 2001), mas em algumas bactérias foi descrito que a expressão de ohr era regulada positivamente por um fator sigma alternativo (σE) de função extra citoplasmática (Gourion et al., 2008). Nossos resultados mostraram que ohr de X. fastidiosa não está sob controle de nenhuma dessas proteínas, sendo provavelmente expressa constitutivamente. Análises por northern blot não mostraram alterações nos níveis de ohr em células submetidas a estresse oxidativo ou etanólico. Esses resultados, ainda que preliminares, indicam que possivelmente o controle da expressão gênica de ohr em X. fastidiosa é distinto daqueles descritos até o momento na literatura para outras bactérias. / Xylella fastidiosa is a gram-negative bacterium, which colonizes the xylem from economically important plants, being responsible for several diseases such as Pierce disease (PD) in gravepines and citrus variegated clorosis (CVC). Plants, when infected by pathogens, are able to defend themselves through several mechanisms which include the generation of reactive oxygen species (ROS). Lipid hydroperoxides can be generated from the attack of ROS to the bacterial membrane or by the action of lipoxygenases. The alkyl hydroperoxide reductase system (AhpR) was initially characterized as the main responsible for the detoxification of organic hydroperoxides in bacteria. Recently, it was also characterized another gene in many pathogenic bacteria, whose deletion renders cells susceptibility to organic hydroperoxide treatments but not by H2O2 or by superoxide generators (Mongkolsuk et al., 1998 and Ochsner et al., 2001). For this reason, it was named ohr (organic hydroperoxide resistance gene). The goal of this work was to functionally characterize ohr, the product of ohr gene from Xylella fastidiosa. Initially, we demonstrated that ohr possesses Cys-based thiol-dependent peroxidase activity. Later, we showed that ohr possesses a unique alpha/beta fold not observed in the structures of other thiol peroxidases such as peroxiredoxins and glutathione peroxidases. Analyses of ohr active site showed that its likely substrates are elongated and hydrophobic molecules. Furthermore, we showed that lipoylated enzymes, classically related with the intermediary metabolism, interacts physically and functionally with ohr while classical thiol-dependent pathways, such as thioredoxin and glutathione, failed to support ohr activity. This finding represents the first evidence of a peroxidase that is directly reduced by lipoyl groups of enzymes. Also, we obtained evidences indicating that ohr acts in the detoxification of peroxides derived from unsaturated fatty acids. In fact, steady-state kinetics using bi-substrate analysis showed that ohr decomposes organic peroxides with high efficiency (kcat/KM ~ 106 M-1.s-1 through a ping-pong mechanism, at least ten thousand times more efficiently than hydrogen peroxide (H2O2). All these results together shows that ohr is central in the response of bacteria to the stress induced by organic hydroperoxides but not by H2O2 and defines a new class of antioxidant enzymes with unique properties such as lipoyl-dependent peroxidase activity. Another goal of this work was to study the regulation of ohr expression in Xylella fastidiosa. ohr expression is regulated in most bacteria by a repressor protein named ohrR (Sukchawalit et al., 2001) but, in some bacteria, ohr expression is positively regulated by an alternative sigma factor (σE) with extracitoplasmatic function (Gourion et al., 2008). Our results showed that ohr from X. fastidiosa was not under the control of none of these regulators, probably being constitutively expressed. Through northern blot analysis, we did not observed any changes in ohr levels in cells submitted to oxidative or ethanolic stress. These results, indicates that ohr expression probably differs from that previously described on literature for other bacteria.

Myocardial dysfunction is an important manifestation of sepsis/septic shock. Activation of Phosphatidylinositol 3-kinase(PI3K)/protein kinase B (Akt) signaling pathway has been shown to improve cardiac performance during sepsis/septic shock. We have reported previously that α-lipoic acid (LA) activates PI3K/Akt pathway in neuronal cells. It is possible, therefore, that treatment with LA will attenuate cardiac dysfunction during sepsis/septic shock through a PI3K/Akt-dependent mechanism. To test this possibility, we treated mice with LA prior to lipopolysaccharide (LPS) challenge. Cardiac function was analyzed by echocardiography 6 h after LPS challenge. LPS significantly suppressed cardiac function as evidenced by decreases in EF% and FS% in mice. However, LA pretreatment significantly attenuated cardiac dysfunction following LPS challenge. LA pretreatment also improved survival in LPS-challenged mice. Furthermore, LA markedly attenuated the LPS-induced inflammatory response in myocardium, as evidenced by decreases in the upregulation of VCAM-1, ICAM-1 and iNOS, as well as myocardial leucocytes infiltration. Moreover, LPS challenge significantly decreased the phosphorylation levels of Akt and Gsk-3β, which was prevented by LA pretreatment. More importantly, inhibition of PI3K/Akt signaling by Wortmannin (WM) completely abrogated the LA-induced protection in cardiac dysfunction following LPS challenge. Collectively, our results demonstrated that LA improved cardiac function during endotoxemia. The mechanism was through, at least in part, preserved activation of the PI3K/Akt signaling.

Myocardial dysfunction is an important manifestation of sepsis/septic shock. Activation of Phosphatidylinositol 3-kinase(PI3K)/protein kinase B (Akt) signaling pathway has been shown to improve cardiac performance during sepsis/septic shock. We have reported previously that α-lipoic acid (LA) activates PI3K/Akt pathway in neuronal cells. It is possible, therefore, that treatment with LA will attenuate cardiac dysfunction during sepsis/septic shock through a PI3K/Akt-dependent mechanism. To test this possibility, we treated mice with LA prior to lipopolysaccharide (LPS) challenge. Cardiac function was analyzed by echocardiography 6 h after LPS challenge. LPS significantly suppressed cardiac function as evidenced by decreases in EF% and FS% in mice. However, LA pretreatment significantly attenuated cardiac dysfunction following LPS challenge. LA pretreatment also improved survival in LPS-challenged mice. Furthermore, LA markedly attenuated the LPS-induced inflammatory response in myocardium, as evidenced by decreases in the upregulation of VCAM-1, ICAM-1 and iNOS, as well as myocardial leucocytes infiltration. Moreover, LPS challenge significantly decreased the phosphorylation levels of Akt and Gsk-3β, which was prevented by LA pretreatment. More importantly, inhibition of PI3K/Akt signaling by Wortmannin (WM) completely abrogated the LA-induced protection in cardiac dysfunction following LPS challenge. Collectively, our results demonstrated that LA improved cardiac function during endotoxemia. The mechanism was through, at least in part, preserved activation of the PI3K/Akt signaling.

It has been long noted that cardiac cell apoptosis provoked by excessive production of nitric oxide (NO) plays important roles in the pathogenesis of variant cardiac diseases. Attenuation of NO-induced injury would be an alternative therapeutic approach for the development of cardiac disorders. This study investigated the effects of α-lipoic acid (LA) on the injury induced by sodium nitroprusside (SNP), a widely used NO donor, in rat cardiomyoblast H9c2 cells. SNP challenge significantly decreased cell viability and increased apoptosis, as evidenced by morphological abnormalities, nuclear condensation and decline of mitochondrial potential (δ. Ψm). These changes induced by SNP were significantly attenuated by LA pretreatment. Furthermore, LA pretreatment prevented the SNP-triggered suppression of Akt and Gsk-3β activation. Blockade of Akt activation with triciribin (API) completely abolished the cytoprotection of LA against SNP challenge. In addition, LA moderately increased intracellular ROS production. Interestingly, inhibition of ROS with N-acetylcysteine abrogated Akt/Gsk-3β activation and the LA-induced cytoprotection following SNP stimulation. Taken together, the results indicate that LA protected the SNP-induced injury in cardiac H9c2 cells through, at least in part, the activation of Akt/Gsk-3β signaling in a ROS-dependent mechanism.