O manganês (Mn) é um elemento químico abundante na natureza, principalmente em minérios e presente também em alimentos e na água. É o cofator de enzimas importantes, como a superóxido dismutase mitocondrial. Entretanto, mineradores e outras pessoas expostas a produtos manufaturados de Mn podem apresentar uma concentração excessiva desse metal no cérebro, adquirindo uma desordem neurológica similar ao mal de Parkinson conhecida por manganismo. Basicamente a neurotoxicidade do Mn pode estar associada com os vários estados de oxidação que ele pode alcançar, gerando espécies reativas de oxigênio durante a interconversão dessas espécies. Dessa forma, neste trabalho sintetizamos e avaliamos as propriedades pró-oxidantes e neurotóxicas de complexos de Mn(III) com desferrioxamina, [Mn(dfb)]; acetohidroxamato, [Mn(aha)3]; citrato, [Mn(cit)]; cloro-salen, EUK 8; e aceto-salen, EUK 108. Tais compostos são propostos como miméticos da SOD e/ou catalase, entretanto podem apresentar atividade pró-oxidante. Estes complexos foram caracterizados espectrofotometricamente (UV/Vis e IV) e por voltametria cíclica. Foram determinadas as absortividades molares dos complexos [Mn(aha)3], EUK 8 e EUK 108. Os EUK\'s apresentaram dois processos redutivos, sendo apenas um reversível, enquanto o [Mn(cit)] apresentou apenas um processo redutivo reversível e os hidroxamatos [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3] não apresentaram processos redox na faixa de potenciais utilizada. Em teste de lipofilicidade todos os complexos apresentaram maior afinidade pela fase aquosa, sendo muito pouco particionados para a fase orgânica. Através do ensaio de supressão de fluorescência de calceína foi possível estabelecer que os EUK\'s são relativamente mais estáveis do que os outros complexos, sendo o [Mn(aha)3] o menos estável dos compostos estudados. Nas análises de atividade pró-oxidante, o [Mn(dfb)] oxidou fortemente a sonda mesmo na ausência de outros cofatores, mas este processo é dependente da concentração de O2 no meio. Os EUK\'s atuaram como pró-oxidantes em função da concentração de peróxido no meio. A atividade pró-oxidante foi suprimida por ascorbato, glutationa e Trolox®, que agiram como antioxidantes, sugerindo implicações para a terapia do manganismo. O teste de toxicidade aguda em paulistinhas (Danio rerio) adultos resultou na mortalidade de alguns animais quando expostos a [Mn(dfb)] e [Mn(aha)3]. Comparando o telencéfalo de peixes expostos ao [Mn(dfb)] com um controle em microscópio, não se visualizou nenhuma alteração morfológica na região do núcleo dorsal, indicando que o complexo não causou nenhum dano visível nessa região. / Manganese (Mn) is an abundant element which is present also in food and water. It is the cofactor of important enzymes such as mitochondrial superoxide dismutase. However, miners and other occupationally exposed individuals may present an excessive load of Mn in brain and develop manganism, a neurological disorder akin to Parkinson Disease. Basically, Mn neurotoxicity may stem from its wide redox cycle, generating reactive oxygen species in the process of converting from one oxidation state to another. Thus, in this work we synthesized and evaluated the pro-oxidant and neurotoxic characteristics of Mn(III) complexes with desferrioxamine, [Mn(dfb)]; acetohydroxamate, [Mn(aha)3]; citrate, [Mn(cit)]; chlorosalen, EUK 8; and aceto-salen, EUK 108. Such compounds are proposed as mimetics of superoxide dismutase and/or catalase, however they may also be prooxidant. These complexes were characterized spectrophotometrically (UV/Vis and IR) and by cyclic voltammetry. Molar absorptivities were determined for [Mn(aha)3], EUK 8 and EUK 108. EUK\'s displayed two reductive processes, only one of which was reversible, while [Mn(cit)] displayed only one (reversible) reductive process and hydroxamates [Mn(dfb)] and [Mn(aha)3] did not display redox processes in the working range of potentials. Lipophilicity tests showed that all complexes have very low partition to the organic phase. Calcein fluorescence quenching studies showed that both EUK complexes are relatively more stable than the others, while [Mn(aha)3] is the least stable. In the pro-oxidant activity studies, [Mn(dfb)] strongly oxidized the fluorescent probe even in the absence of ancillary substances such as peroxide. However, this effect was dependant on O2 saturation in the solution. Both EUK acted as pro-oxidants with a linear dependence on peroxide concentration. Pro-oxidant activity was eliminated by the treatment with antioxidants such as ascorbate, glutathione and Trolox®, which is of interest for the therapy of manganism. In the acute toxicity tests induced some mortality in adult Danio rerio exposed to [Mn(dfb)] or [Mn(aha)3]. Comparison of the telencephalus of [Mn(dfb)]-exposed individuals with controls failed to indicate morphological alterations in the dorsal nucleus area, indicating that the complex did not affect visibly this brain region.

Ao se estudar as causas da perda auditiva relacionada ao trabalho, geralmente a perda auditiva induzida por ruído é a mais referida, embora a literatura especializada aponta outros agentes presentes no ambiente de trabalho que podem ser nocivos à saúde do trabalhador. Os solventes são considerados alguns desses agentes e seus efeitos sobre o sistema auditivo vêm sendo investigado por alguns pesquisadores. O uso industrial destes solventes é vasto e, normalmente as condições de trabalho presentes num grande número de indústria brasileiras expõem o trabalhador a elevadas concentrações de solventes. A convivência com as substâncias químicas nos dias atuais é, portanto, obrigatória e permanente sendo particularmente importante para os trabalhadores envolvidos em processos produtivos que direta ou indiretamente utilizem estas substâncias em razão dos danos à saúde e ao ambiente que podem resultar de sua utilização. O risco e o perigo que estão relacionados com as substâncias químicas devem ser trabalhados nas suas várias dimensões entre as quais destacamos: o potencial de dano do produto, as condições ambientais e do trabalho em que as atividades se desenvolvem e o histórico conhecido daquela realidade e de outras semelhantes a partir dos dados epidemiológicos produzidos e do conhecimento científico existente. Este estudo avaliou o perfil audiológico e caracterizou o ambiente de trabalho de frentistas de postos de combustíveis. Os procedimentos desta pesquisa foram realizados em uma clínica particular de fonoaudiologia na cidade de Bariri, e a análise laboratorial foi realizada no laboratório São José, também na cidade de Bariri. Foram utilizados audiometria convencional e de altas frequências, logoaudiometria, imitanciometria, pesquisa das emissões otoacústicas, do Potencial Evocado Auditivo de Tronco Encefálico, exames clínicos laboratoriais, assim como avaliação do ruído ambiental. Nos resultados foram encontrados limiares dentro da normalidade em todos os casos, porém, todos eles apresentaram o traçado característico da perda auditiva ocupacional em evolução, ou seja com entalhes nas frequências de 3 a 6 KHz. Houve ainda alteração nos resultados do PEATE, com aumento de latência em 20 das 32 orelhas testadas. A pressão sonora variaram entre os postos, sendo que o Posto 1 não ultrapassou 80dB, enquanto o Posto 2 apresentou picos que superaram 100dB. O Hemograma se mostrou alterado, com redução de leucócitos, em 9 dos 16 participantes. Não houveram alterações nos demais exames. Concluiu-se que esta população apresentou desencadeamento de PAIR, dentro da normalidade. Os Níveis de Pressão Sonora se apresentaram acima do previsto em lei, e a maioria dos frentistas apresentaram leucopenia, o que pode estar relacionado à exposição aos solventes em questão. Tais conclusões mostram a importância de novos estudos voltados a este ambiente e a esta população. / By studying the causes of work-related hearing loss, usually noise-induced hearing loss is the most reported, although the literature points to other agents present in the workplace that can be harmful to workers health. The solvents are considered some of these agents and their effects on the auditory system are being investigated by some researchers. The industrial use of these solvents is vast and usually working conditions present in a large number of Brazilian industry expose workers to high concentrations of solvents. Living with chemicals nowadays is therefore mandatory and permanent is particularly important for workers involved in production processes that directly or indirectly use these substances because of damage to health and the environment that may result from its use. The risk and the danger that are related to chemicals must be worked in its various dimensions among which: the product of damage potential, environmental conditions and the work in which the activities are developed and the known history of that reality and other similar produced from epidemiological data and current scientific knowledge. This study assessed the audiological profile and characterized the attendants of desktop gas stations. Were used Conventional audiometry and high frequency, speech audiometry, tympanometry, otoacoustic emissions, the brainstem auditory evoked potential brainstem, clinical laboratory tests, and assessment of environmental noise. The recognition and analysis of the risks related to chemical agents are priority activities to qualify intervention in defense of workers\' health. The results were found thresholds within normal limits in all cases, however, they all showed the typical route of occupational hearing loss in evolution. The sound pressure levels varied between the posts, and the station 1 has not exceeded 80 dB, while the station 2 showed peaks which exceed 100dB. The blood count was abnormal, with leukocyte reduction in 9 of the 16 participants. There were no changes in other tests. It was concluded that this population presented onset of NIHL, normal. The sound pressure levels presented above provided by law, and most attendants showed leukopenia, which may be related to exposure to solvents in question. These findings show the importance of new studies related to this environment and this population.

Tese de mestrado. Engenharia Biomédica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

As doenças neurodegenerativas tais como as doenças de Alzheimer, Parkinson e desordens cerebrovasculares constituem-se em uma das principais causas de morbidade e de mortalidade na vida adulta. Além disso, o desequilíbrio entre os sistemas de geração e de proteção antioxidante celulares, chamado de estresse oxidativo, desempenha um papel importante nos danos neuronais causados pelos processos isquêmicos, provocando alterações funcionais em macromoléculas e promovendo a lipoperoxidação de membranas. Substâncias com dupla atividade anticolinesterásica e antioxidante vêm sendo consideradas como uma nova abordagem terapêutica para o tratamento farmacológico da doença de Alzheimer, incentivando a investigação e o estudo de produtos naturais para o desenvolvimento de fármacos novos e eficientes. Nesse estudo empregamos um modelo in vitro de fatias hipocampais de ratos, submetidas à privação de oxigênio e glicose (POG) e os métodos de avaliação da toxicidade dos alcalóides empregados foram a liberação da enzima lactato desidrogenase (LDH) citosólica e redução do MTT (viabilidade mitocondrial). Os alcalóides boldina e vincamina promoveram um aumento de 40 % na liberação de LDH nas fatias que sofreram POG na concentração de 100 μM, além de aumentos significativos na liberação desta enzima também nas fatias controles. Psicolatina e reserpina também tiveram efeitos neurotóxicos. Foi verificado que a POG em fatias hipocampais promove uma diminuição nas medidas do potencial antioxidante total (TRAP) e reatividade antioxidante total (TAR), de 63 % e 16,5 %, respectivamente, além de causar um aumento nos níveis de malonodialdeído liberado pelas fatias, detectado pelo ensaio de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Entretanto, este efeito foi revertido pela presença de boldina nas concentrações de 10 μM e de 50 μM. Este mesmo alcalóide, com reconhecida atividade antioxidante, também demonstrou ser um seqüestrador de radicais peroxila mais potente que o padrão Trolox. Além disso, os alcalóides indólicos monoterpênicos coronaridina, venalstonina, andrangina, vincadiformina e voacristina, além da boldina, exibiram potentes atividades antioxidante e anticolinesterásica em ensaios autobiográficos in vitro. / Neurodegenerative disorders, such as Alzheimer, Parkinson and cerebrovascular diseases are one of the major causes of morbidity and mortality in the middle aged and the elderly. Also, the imbalance between the activity of free radicals generation and scavenging systems, called oxidative stress, plays a important role in the neuronal damages caused by ischemia, leading to functional alterations in macromolecules and promoting lipoperoxidation in membranes. Acetylcholinesterase inhibitors and antioxidant compounds have been extensively investigated as new pharmacological strategies for the symptomatic treatment of Alzheimer disease. In this way, natural products are potentially important in an attempt to develope newer and safer drugs. In the present study, we selected the in vitro model of oxygen and glucose deprivation (OGD) in hippocampal slices and the methods used to assess the neurotoxicity of the alkaloids were cellular lactate dehydrogenase (LDH) release and reduction of MTT salt (mitochondrial activity). Both alkaloids boldine and vincamine 100 μM promoted a 40 % increase in LDH release in POG slices, as well as significant increases in the activity of this enzyme in control slices. Psychollatine and reserpine had also neurotoxic effects. It was also verified that OGD decreased the measurements of total antioxidant potential (TRAP) in 63 % and the total antioxidant reactivity (TAR) levels in 16.5 %, as well as an increase in the malondialdehyde levels by slices, which was detected by thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). However, this effect was prevented by the presence of boldine 10 μM and 50 μM. This alkaloid is a known antioxidant and it displayed a potent scavenger activity for peroxyl radicals, when compared with Trolox. Another finding is that the monoterpene indole alkaloids coronaridine, venalstonine, andrangine, vincadifformine, voacristine and also boldine exhibited both potent antioxidant and acetylcholinesterase inhibitor activities in in vitro autobiographic assays.

Os meios de contraste iodados são substâncias radiopacas utilizadas em mielografias e, muito embora o iohexol e o iopamidol sejam considerados seguros na rotina mielográfica de humanos e animais, eventos adversos são relacionados ao seu uso. O iobitridol foi desenvolvido mais recentemente, sendo seu desenho molecular obtido após pesquisas sobre a conformação, distribuição e natureza permanente da estrutura hidrofílica; no entanto, estudos referentes à neurotoxicidade do iobitridol com administração subaracnóide são escassos e inconclusivos. O objetivo do presente trabalho foi comparar a neurotoxicidade do iobitridol com a do iohexol, por via intracisternal em ratos Wistar, como avaliação pré-clínica da utilização deste como agente mielográfico. Foram utilizados 75 animais divididos em três grupos experimentais de 25 animais: iobitridol, iohexol e NaCl 0,9% (grupo controle), e; estes subdivididos em cinco subgrupos com cinco animais cada, com doses distintas de 200, 400, 600, 800 e 1000 mg I/kg, sendo utilizado no grupo controle o volume equivalente aos meios de contraste testados. Os animais foram avaliados no momento da aplicação do iohexol e iobitridol quanto a alterações do trato respiratório, e posteriormente, aos 5, 15, 30, 60, 120, 180 e 240 minutos após este procedimento, quanto a sinais de depressão e excitação, reflexos tátil de agarramento palmar, flexor, extensor, palpebral, pupilar e da pina, reação de endireitamento e posicionamento e resposta auditiva. Nos sete dias subseqüentes, foram avaliados diariamente quanto a estes parâmetros, e ainda mensurados o peso e a ingestão de ração e de água. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os grupos testados com meios de contraste, em nenhum dos parâmetros avaliados. Nesse modelo animal o iobitridol demonstrou baixa neurotoxicidade, comparável a observada com o iohexol, tornando-o uma possibilidade alternativa para utilização pela via subaracnóidea para realização de mielografias. / The iodinated contrast agents are radiopaque substances used in myelography, and although the iohexol and iopamidol are considered safe in human and animal myelographic routine, adverse events are related to their use. The iobitridol was recently developed, and its molecular designs obtained after research on the configuration, distribution and permanent nature of hydrophilic structure; however, neurotoxicologic studies of iobitridol in subarachnoid administration are scarce and inconclusive. The purpose of this study was to compare the neurotoxicity of iobitridol with iohexol, by intracisternal administration in Wistar rats, as pre-clinical evaluation of the use of this substance as myelographic agent. Seventy five animals were used, divided into three experimental groups with twenty five animals: iobitridol, iohexol and NaCl 0,9% (control group); and they are divided into five subgroups of five animals each, with different doses of 200, 400, 600, 800 and 1000 mg I/kg, while the control group received the equivalent volume of contrast media tested. The animals were evaluated during injection of iohexol and iobitridol on changes of respiratory tract, and subsequently at 5, 15, 30, 60, 120, 180 and 240 minutes after this procedure, for signs of depression and excitement, tactile palmar grasp, flexor, extensor, palpebral, papillary and pinna reflexes, surface righting and placing reactions, and auditory startle test. The evaluations were assessed daily for seven days these parameters, and the body weight and food and water intake were also measured. There were no statistically significant differences between groups tested with respect to any of the evaluated parameters, in other words, in this animal model, the iobitridol demonstred low neurotoxicologic potential, comparable to the observed with iohexol. In conclusion, iobitridol should be a safe alternative to myelography.

A 5-oxoprolina (ácido L-piroglutâmico) se acumula na deficiência de glutationa sintetase, uma doença genética autossômica recessiva clinicamente caracterizada por anemia hemolítica, acidose metabólica e sintomas neurológicos severos. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença são pouco conhecidos, e que recentemente demonstramos que a 5-oxoprolina é capaz de promover estresse oxidativo in vitro, resolvemos investigar os efeitos in vivo da 5-oxoprolina sobre parâmetros de estresse oxidativo, afim de melhor esclarecer seu papel na neurotoxicidade da 5-oxoprolina e sua participação nos mecanismos neuropatológicos da deficiência de glutationa sintetase. Para isso, os efeitos da administração subcutânea aguda de 5-oxoprolina foram estudados sobre o potencial antioxidante total (TRAP); a quimiluminescência espontânea; as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS); o conteúdo de carbonilas, ácido ascórbico, glutationa reduzida (GSH), peróxido de hidrogênio, tióis e dissulfetos (e a razão SH/SS), assim como sobre as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), e a atividade da glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) em córtex cerebral e cerebelo de ratos de 14 dias de vida Os resultados obtidos indicaram que in vivo a 5-oxoprolina causa lipoperoxidação e oxidação protéica, compromete as defesas antioxidantes cerebrais e aumenta o conteúdo de peróxido de hidrogênio, indicando que a 5-oxoprolina promove estresse oxidativo in vivo em córtex cerebral e cerebelo de ratos jovens, mecanismo possivelmente envolvido na neuropatologia da deficiência de glutationa sintetase, na qual a 5-oxoprolina está acumulada. O ácido N-acetilaspártico, por outro lado, se acumula na Doença de Canavan, uma leucodistrofia severa causada pela deficiência da enzima aspartoacilase e clinicamente caracterizada por retardo mental severo, hipotonia e macrocefalia, e também por convulsões tônico-clônicas generalizadas em aproximadamente metade dos pacientes. O ácido N-acetilaspártico é um precursor imediato para a biossíntese enzimática do ácido Nacetilaspartilglutâmico, cuja concentração também está elevada nos pacientes afetados pela Doença de Canavan. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença permanecem pouco esclarecidos, investigamos o papel do estresse oxidativo na neurotoxicidade dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, a fim de avaliar o possível envolvimento dos mesmos na neuropatologia da Doença de Canavan. Os efeitos in vitro dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, assim como os efeitos das administrações subcutânea e intracerebroventricular (i.c.v.) de ácido N-acetilaspártico e da administração i.c.v. do ácido N-acetilaspartilglutâmico, foram estudados sobre os seguintes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos: TRAP; TAR; quimiluminescência espontânea; TBA-RS; conteúdos de GSH, peróxido de hidrogênio, tióis totais e carbonilas; atividades das enzimas antioxidantes CAT, SOD e GPx; e atividade da G6PD. Os resultados indicaram que apenas o ácido N-acetilaspártico é capaz de aumentar o conteúdo de peróxido de hidrogênio, estimular a lipoperoxidação e a oxidação protéica e de comprometer as defesas antioxidantes em cérebro de ratos, promovendo estresse oxidativo, que pode estar envolvido nos mecanismos patofisiológicos responsáveis pelo dano cerebral observado nos pacientes afetados pela Doença de Canavan, cujo marcador bioquímico clássico é o acúmulo de ácido N-acetilaspártico. / 5-Oxoproline (L-pyroglutamic acid) accumulates in glutathione synthetase deficiency, an autossomic recessive inherited disorder clinically characterized by hemolytic anemia, metabolic acidosis and severe neurological symptoms. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease are poorly known, and that oxidative stress is elicited by 5-oxoproline in vitro, we decided to study the in vivo effects of this metabolite on oxidative stress parameters, in order to further clarify its role in 5-oxoproline neurotoxicity and its participation on the neuropathological mechanisms of patients affected by glutathione sintetase deficiency. The effects of acute subcutaneous administration of 5- oxoproline were studied on a wide spectrum of oxidative stress parameters, such as total radical-trapping antioxidant potential (TRAP); spontaneous chemiluminescence; thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS); and carbonyl, ascorbic acid, reduced glutathione (GSH), hydrogen peroxide, thiol and disulfide contents (and SH/SS ratio), as well as on the activities of the antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and on the activity of glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in cerebral cortex and cerebellum of 14-day-old rats. The results indicated that in vivo 5-oxoproline causes lipid peroxidation and protein oxidation, impairs brain antioxidant defenses and increases hydrogen peroxide content, indicating that 5- oxoproline elicits oxidative stress in vivo in cerebral cortex and cerebellum of young rats, a mechanism that may be involved in the neuropathology of gluthatione synthetase deficiency, in which this metabolite accumulates. N-acetylaspartic acid, on the other hand, accumulates in Canavan Disease, a severe leukodystrophy characterized by swelling and spongy degeneration of the white matter of the brain. This inherited metabolic disease, caused by deficiency of the enzyme aspartoacylase, is clinically characterized by severe mental retardation, hypotonia and macrocephaly, and also generalized tonic and clonic type seizures in about half of the patients. N-acetylaspartic acid is an immediate precursor for the enzyme-mediated biosynthesis of N-acetylaspartylglutamic acid, whose concentration is also increased in urine and cerebrospinal fluid of patients affected by Canavan Disease. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease remain poorly understood, in the present study we investigated whether oxidative stress is elicited by N-acetylaspartic acid or its metabolite, N-acetylaspartylglutamic acid. The in vitro effects of N-acetylaspartic acid and N-acetylaspartylglutamic acid, as well as the effect of the acute subcutaneous administration of N-acetylaspartic acid, and the intracerebroventricular administration of Nacetylaspartic acid or N-acetylaspartylglutamic acid, were studied on oxidative stress parameters: TRAP, TAR, spontaneous chemiluminescence, TBA-RS, reduced glutathione content, sufhydryl content, carbonyl content, and on enzyme activities of CAT, SOD and GPx as well as on GSH and hydrogen peroxide contents and on G6PD activity, in the cerebral cortex of rats. Our results indicated that only N-acetylaspartic acid promotes oxidative stress by stimulating lipid peroxidation, protein oxidation and by impairing antioxidant defenses and enhancing hydrogen peroxide content in rat brain. This could be involved in the pathophysiological mechanisms responsible for the brain damage observed in patients affected by Canavan Disease, in which N-acetylaspartic acid accumulation is the biochemical hallmark.

Orientador: Prof. Dr. Daniel Carneiro Carrettiero / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição, 2015. / A doenca de Alzheimer (AD) e a mais diagnosticada de todas as demencias e afeta aproximadamente 12,5% das pessoas com idade superior a 65 anos. A doenca piora progressivamente, causando um alarmante declinio na funcao cognitiva e eventualmente a morte. Duas caracteristicas histopatologicas da doenca sao presenca das placas do peptideo beta-amiloide (AB) e emaranhados neurofibrilares da proteina tau hyperphosphorilada. A hipotese amiloide da AD propoe que o beta-amiloide (AB) induz a fosforilacao da tau, resultando na formacao de agregados toxicos, perda da funcao neuronal e morte neuronal. Curiosamente, em neuronios nao-diferenciados AB e neuroprotetora em vez de neurotoxica. Em neuronios diferenciados, a neurotoxicidade de AB e dependente da expressao da proteina tau. A co-chaperona BAG2 foi identificada como capaz de estimular a degradacao da proteina tau fosforilada, sugerindo que pode reverter a eventual agregacao de tau hiperfosforilada citotoxica. A relevancia da BAG2 nos processos neurotoxicos induzidos pela AB, dentro de um contexto de maturac.o neuronal, nao foi anteriormente pesquisada e representa uma interessante hipotese no quanto possa ajudar a elucidar os mecanismos celular-moleculares responsaveis pela patologia da doenca de Alzheimer. O objetivo deste estudo foi caracterizar a funcao e regulacao de BAG2 no contexto da morte celular induzida por AB em neuronios nao-diferenciados e diferenciados. A expressao de BAG2 em celulas SH-SY5Y foi analisada sob condicoes de nao-diferenciacao e diferenciacao. O BAG2 foi superexpressada em celulas SH-SY5Y nao-diferenciadas, que foram depois tratadas 15 com o peptido AB. A morte celular foi avaliada por exclusao de azul de tripano. A regiao do promotor de BAG2 foi analisada para avaliar a frequencia e distribuicao de sitios-alvo de varios fatores de transcricao para identificar fatores que regulam a expressao do BAG2. Os niveis de expressao de BAG2 foram determinados utilizando RT-PCR. Nos mostramos que a expressao de BAG2 aumenta com a diferenciacao das celulas SH-SY5Y. AB e neurotrofico para as celulas SH-SY5Y nao-diferenciadas, porem e neurotoxica de celulas diferenciadas. A superexpressao da co-chaperona BAG2 foi suficiente para causar uma mudanca na sinalizacao de AB de neurotrofico para neurotoxico em celulas nao-diferenciadas. A superexpressao de BAG2, na ausencia de AB, nao teve efeito na morte celular ou no grau de diferenciacao em celulas SH-SY5Y nao-diferenciadas. Em seguida analisamos a regiao do promotor de BAG2 e descobrimos uma prevalencia de sitios do NF .kB, os quais co-localizavam com o sitio de iniciacao da transcricao do BAG2. O tratamento das celulas, tanto com ativadores e inibidor do NF-kB, revelou que o BAG2 e reprimido pela atividade do NF- kB. Em conjunto, estes dados sugerem que a ausencia de BAG2 em celulas nao-diferenciadas e suficiente para lhes conferir resistencia a morte induzida por AB. Assim, sugerimos que a inducao da expressao de BAG2 atraves da interrupcao ou alteracao de sinalizacao de NF-kB pode criar um ambiente celular em neuronios maduros que e sensivel, em vez de resistente, a morte celular induzida por AB. / Alzheimer¿s disease (AD) remains the most-diagnosed of all dementias, affecting approximately 12.5% of persons over 65 years of age. The disease progressively worsens causing an alarming decline in cognitive function, often culminating in death. Two histopathological hallmarks of Alzheimer¿s disease are beta-amyloid (AB) peptide plaques and neurofibrillary tangles of hyperphosphorylated tau protein. According to the amyloid hypothesis of AD, AB induces tau phosphorylation which results in the formation of toxic protein aggregates, loss of neuron function, and neuronal death. Interestingly, AB has been shown to be neurotrophic rather than neurotoxic to neural precursors in animal and cell culture models, and the neurotoxicity of AB in differentiated neurons has been found to be dependent upon tau protein expression. The co-chaperone BAG2 has recently been shown to stimulate the degradation of accumulated phosphorylated tau protein, suggesting that it may abrogate aggregation of tau into cytotoxic neurofibrillary tangles. The relevance of BAG2 to AB-induced neurotoxicity within the context of neuron maturation is not presently understood, and may help to further elucidate the cell-molecular mechanisms responsible for Alzheimer¿s disease pathology. The aim of this study was to characterize the function and regulation of BAG2 within AB-induced cell death in undifferentiated and differentiated neurons. BAG2 expression in SH-SY5Y cells was analyzed under undifferentiated and differentiated conditions. BAG2 was overexpressed in undifferentiated SH-SY5Y cells, which were then treated with AB peptide. 13 Cell death was evaluated by Trypan blue exclusion. The BAG2 promoter region was analyzed for the frequency and distribution of various transcription factor regulatory motifs to identify BAG2-regulating factors. BAG2 expression levels were determined using RT-PCR. We show that BAG2 expression increases on differentiation of SH-SY5Y cells. AB is neurotrophic to undifferentiated SH-SY5Y cells, while it is neurotoxic to differentiated cells. Overexpression of the co-chaperone BAG2 was sufficient to cause a switch in AB signaling from neurotrophic to neurotoxic in undifferentiated cells. BAG2 overexpression, in the absence of AB, had no effect on cell death or degree of differentiation in undifferentiated SH-SY5Y cells. We next analyzed to putative BAG2 promoter region and discovered a preponderance of NF-kB binding motifs that co-localized to the BAG2 transcription start site. Treatment of cells with NF-kB activators and inhibitor reagents revealed that BAG2 is repressed by NF-kB signaling. Together, these data suggest that the absence of BAG2 in undifferentiated cells is sufficient to render them refractive to AB-induced death. We thus suggest that the expression of BAG2 expression via the disruption or modification of NF-kB signaling may create a cellular environment in mature neurons that is sensitive rather than resistant to AB-induced cell death.

A 5-oxoprolina (ácido L-piroglutâmico) se acumula na deficiência de glutationa sintetase, uma doença genética autossômica recessiva clinicamente caracterizada por anemia hemolítica, acidose metabólica e sintomas neurológicos severos. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença são pouco conhecidos, e que recentemente demonstramos que a 5-oxoprolina é capaz de promover estresse oxidativo in vitro, resolvemos investigar os efeitos in vivo da 5-oxoprolina sobre parâmetros de estresse oxidativo, afim de melhor esclarecer seu papel na neurotoxicidade da 5-oxoprolina e sua participação nos mecanismos neuropatológicos da deficiência de glutationa sintetase. Para isso, os efeitos da administração subcutânea aguda de 5-oxoprolina foram estudados sobre o potencial antioxidante total (TRAP); a quimiluminescência espontânea; as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS); o conteúdo de carbonilas, ácido ascórbico, glutationa reduzida (GSH), peróxido de hidrogênio, tióis e dissulfetos (e a razão SH/SS), assim como sobre as atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), e a atividade da glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD) em córtex cerebral e cerebelo de ratos de 14 dias de vida Os resultados obtidos indicaram que in vivo a 5-oxoprolina causa lipoperoxidação e oxidação protéica, compromete as defesas antioxidantes cerebrais e aumenta o conteúdo de peróxido de hidrogênio, indicando que a 5-oxoprolina promove estresse oxidativo in vivo em córtex cerebral e cerebelo de ratos jovens, mecanismo possivelmente envolvido na neuropatologia da deficiência de glutationa sintetase, na qual a 5-oxoprolina está acumulada. O ácido N-acetilaspártico, por outro lado, se acumula na Doença de Canavan, uma leucodistrofia severa causada pela deficiência da enzima aspartoacilase e clinicamente caracterizada por retardo mental severo, hipotonia e macrocefalia, e também por convulsões tônico-clônicas generalizadas em aproximadamente metade dos pacientes. O ácido N-acetilaspártico é um precursor imediato para a biossíntese enzimática do ácido Nacetilaspartilglutâmico, cuja concentração também está elevada nos pacientes afetados pela Doença de Canavan. Considerando que os mecanismos de dano cerebral nessa doença permanecem pouco esclarecidos, investigamos o papel do estresse oxidativo na neurotoxicidade dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, a fim de avaliar o possível envolvimento dos mesmos na neuropatologia da Doença de Canavan. Os efeitos in vitro dos ácidos N-acetilaspártico e N-acetilaspartilglutâmico, assim como os efeitos das administrações subcutânea e intracerebroventricular (i.c.v.) de ácido N-acetilaspártico e da administração i.c.v. do ácido N-acetilaspartilglutâmico, foram estudados sobre os seguintes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos: TRAP; TAR; quimiluminescência espontânea; TBA-RS; conteúdos de GSH, peróxido de hidrogênio, tióis totais e carbonilas; atividades das enzimas antioxidantes CAT, SOD e GPx; e atividade da G6PD. Os resultados indicaram que apenas o ácido N-acetilaspártico é capaz de aumentar o conteúdo de peróxido de hidrogênio, estimular a lipoperoxidação e a oxidação protéica e de comprometer as defesas antioxidantes em cérebro de ratos, promovendo estresse oxidativo, que pode estar envolvido nos mecanismos patofisiológicos responsáveis pelo dano cerebral observado nos pacientes afetados pela Doença de Canavan, cujo marcador bioquímico clássico é o acúmulo de ácido N-acetilaspártico. / 5-Oxoproline (L-pyroglutamic acid) accumulates in glutathione synthetase deficiency, an autossomic recessive inherited disorder clinically characterized by hemolytic anemia, metabolic acidosis and severe neurological symptoms. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease are poorly known, and that oxidative stress is elicited by 5-oxoproline in vitro, we decided to study the in vivo effects of this metabolite on oxidative stress parameters, in order to further clarify its role in 5-oxoproline neurotoxicity and its participation on the neuropathological mechanisms of patients affected by glutathione sintetase deficiency. The effects of acute subcutaneous administration of 5- oxoproline were studied on a wide spectrum of oxidative stress parameters, such as total radical-trapping antioxidant potential (TRAP); spontaneous chemiluminescence; thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS); and carbonyl, ascorbic acid, reduced glutathione (GSH), hydrogen peroxide, thiol and disulfide contents (and SH/SS ratio), as well as on the activities of the antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), and on the activity of glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) in cerebral cortex and cerebellum of 14-day-old rats. The results indicated that in vivo 5-oxoproline causes lipid peroxidation and protein oxidation, impairs brain antioxidant defenses and increases hydrogen peroxide content, indicating that 5- oxoproline elicits oxidative stress in vivo in cerebral cortex and cerebellum of young rats, a mechanism that may be involved in the neuropathology of gluthatione synthetase deficiency, in which this metabolite accumulates. N-acetylaspartic acid, on the other hand, accumulates in Canavan Disease, a severe leukodystrophy characterized by swelling and spongy degeneration of the white matter of the brain. This inherited metabolic disease, caused by deficiency of the enzyme aspartoacylase, is clinically characterized by severe mental retardation, hypotonia and macrocephaly, and also generalized tonic and clonic type seizures in about half of the patients. N-acetylaspartic acid is an immediate precursor for the enzyme-mediated biosynthesis of N-acetylaspartylglutamic acid, whose concentration is also increased in urine and cerebrospinal fluid of patients affected by Canavan Disease. Considering that the mechanisms of brain damage in this disease remain poorly understood, in the present study we investigated whether oxidative stress is elicited by N-acetylaspartic acid or its metabolite, N-acetylaspartylglutamic acid. The in vitro effects of N-acetylaspartic acid and N-acetylaspartylglutamic acid, as well as the effect of the acute subcutaneous administration of N-acetylaspartic acid, and the intracerebroventricular administration of Nacetylaspartic acid or N-acetylaspartylglutamic acid, were studied on oxidative stress parameters: TRAP, TAR, spontaneous chemiluminescence, TBA-RS, reduced glutathione content, sufhydryl content, carbonyl content, and on enzyme activities of CAT, SOD and GPx as well as on GSH and hydrogen peroxide contents and on G6PD activity, in the cerebral cortex of rats. Our results indicated that only N-acetylaspartic acid promotes oxidative stress by stimulating lipid peroxidation, protein oxidation and by impairing antioxidant defenses and enhancing hydrogen peroxide content in rat brain. This could be involved in the pathophysiological mechanisms responsible for the brain damage observed in patients affected by Canavan Disease, in which N-acetylaspartic acid accumulation is the biochemical hallmark.

Os meios de contraste iodados são substâncias radiopacas utilizadas em mielografias e, muito embora o iohexol e o iopamidol sejam considerados seguros na rotina mielográfica de humanos e animais, eventos adversos são relacionados ao seu uso. O iobitridol foi desenvolvido mais recentemente, sendo seu desenho molecular obtido após pesquisas sobre a conformação, distribuição e natureza permanente da estrutura hidrofílica; no entanto, estudos referentes à neurotoxicidade do iobitridol com administração subaracnóide são escassos e inconclusivos. O objetivo do presente trabalho foi comparar a neurotoxicidade do iobitridol com a do iohexol, por via intracisternal em ratos Wistar, como avaliação pré-clínica da utilização deste como agente mielográfico. Foram utilizados 75 animais divididos em três grupos experimentais de 25 animais: iobitridol, iohexol e NaCl 0,9% (grupo controle), e; estes subdivididos em cinco subgrupos com cinco animais cada, com doses distintas de 200, 400, 600, 800 e 1000 mg I/kg, sendo utilizado no grupo controle o volume equivalente aos meios de contraste testados. Os animais foram avaliados no momento da aplicação do iohexol e iobitridol quanto a alterações do trato respiratório, e posteriormente, aos 5, 15, 30, 60, 120, 180 e 240 minutos após este procedimento, quanto a sinais de depressão e excitação, reflexos tátil de agarramento palmar, flexor, extensor, palpebral, pupilar e da pina, reação de endireitamento e posicionamento e resposta auditiva. Nos sete dias subseqüentes, foram avaliados diariamente quanto a estes parâmetros, e ainda mensurados o peso e a ingestão de ração e de água. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os grupos testados com meios de contraste, em nenhum dos parâmetros avaliados. Nesse modelo animal o iobitridol demonstrou baixa neurotoxicidade, comparável a observada com o iohexol, tornando-o uma possibilidade alternativa para utilização pela via subaracnóidea para realização de mielografias. / The iodinated contrast agents are radiopaque substances used in myelography, and although the iohexol and iopamidol are considered safe in human and animal myelographic routine, adverse events are related to their use. The iobitridol was recently developed, and its molecular designs obtained after research on the configuration, distribution and permanent nature of hydrophilic structure; however, neurotoxicologic studies of iobitridol in subarachnoid administration are scarce and inconclusive. The purpose of this study was to compare the neurotoxicity of iobitridol with iohexol, by intracisternal administration in Wistar rats, as pre-clinical evaluation of the use of this substance as myelographic agent. Seventy five animals were used, divided into three experimental groups with twenty five animals: iobitridol, iohexol and NaCl 0,9% (control group); and they are divided into five subgroups of five animals each, with different doses of 200, 400, 600, 800 and 1000 mg I/kg, while the control group received the equivalent volume of contrast media tested. The animals were evaluated during injection of iohexol and iobitridol on changes of respiratory tract, and subsequently at 5, 15, 30, 60, 120, 180 and 240 minutes after this procedure, for signs of depression and excitement, tactile palmar grasp, flexor, extensor, palpebral, papillary and pinna reflexes, surface righting and placing reactions, and auditory startle test. The evaluations were assessed daily for seven days these parameters, and the body weight and food and water intake were also measured. There were no statistically significant differences between groups tested with respect to any of the evaluated parameters, in other words, in this animal model, the iobitridol demonstred low neurotoxicologic potential, comparable to the observed with iohexol. In conclusion, iobitridol should be a safe alternative to myelography.

As doenças neurodegenerativas tais como as doenças de Alzheimer, Parkinson e desordens cerebrovasculares constituem-se em uma das principais causas de morbidade e de mortalidade na vida adulta. Além disso, o desequilíbrio entre os sistemas de geração e de proteção antioxidante celulares, chamado de estresse oxidativo, desempenha um papel importante nos danos neuronais causados pelos processos isquêmicos, provocando alterações funcionais em macromoléculas e promovendo a lipoperoxidação de membranas. Substâncias com dupla atividade anticolinesterásica e antioxidante vêm sendo consideradas como uma nova abordagem terapêutica para o tratamento farmacológico da doença de Alzheimer, incentivando a investigação e o estudo de produtos naturais para o desenvolvimento de fármacos novos e eficientes. Nesse estudo empregamos um modelo in vitro de fatias hipocampais de ratos, submetidas à privação de oxigênio e glicose (POG) e os métodos de avaliação da toxicidade dos alcalóides empregados foram a liberação da enzima lactato desidrogenase (LDH) citosólica e redução do MTT (viabilidade mitocondrial). Os alcalóides boldina e vincamina promoveram um aumento de 40 % na liberação de LDH nas fatias que sofreram POG na concentração de 100 μM, além de aumentos significativos na liberação desta enzima também nas fatias controles. Psicolatina e reserpina também tiveram efeitos neurotóxicos. Foi verificado que a POG em fatias hipocampais promove uma diminuição nas medidas do potencial antioxidante total (TRAP) e reatividade antioxidante total (TAR), de 63 % e 16,5 %, respectivamente, além de causar um aumento nos níveis de malonodialdeído liberado pelas fatias, detectado pelo ensaio de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS). Entretanto, este efeito foi revertido pela presença de boldina nas concentrações de 10 μM e de 50 μM. Este mesmo alcalóide, com reconhecida atividade antioxidante, também demonstrou ser um seqüestrador de radicais peroxila mais potente que o padrão Trolox. Além disso, os alcalóides indólicos monoterpênicos coronaridina, venalstonina, andrangina, vincadiformina e voacristina, além da boldina, exibiram potentes atividades antioxidante e anticolinesterásica em ensaios autobiográficos in vitro. / Neurodegenerative disorders, such as Alzheimer, Parkinson and cerebrovascular diseases are one of the major causes of morbidity and mortality in the middle aged and the elderly. Also, the imbalance between the activity of free radicals generation and scavenging systems, called oxidative stress, plays a important role in the neuronal damages caused by ischemia, leading to functional alterations in macromolecules and promoting lipoperoxidation in membranes. Acetylcholinesterase inhibitors and antioxidant compounds have been extensively investigated as new pharmacological strategies for the symptomatic treatment of Alzheimer disease. In this way, natural products are potentially important in an attempt to develope newer and safer drugs. In the present study, we selected the in vitro model of oxygen and glucose deprivation (OGD) in hippocampal slices and the methods used to assess the neurotoxicity of the alkaloids were cellular lactate dehydrogenase (LDH) release and reduction of MTT salt (mitochondrial activity). Both alkaloids boldine and vincamine 100 μM promoted a 40 % increase in LDH release in POG slices, as well as significant increases in the activity of this enzyme in control slices. Psychollatine and reserpine had also neurotoxic effects. It was also verified that OGD decreased the measurements of total antioxidant potential (TRAP) in 63 % and the total antioxidant reactivity (TAR) levels in 16.5 %, as well as an increase in the malondialdehyde levels by slices, which was detected by thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS). However, this effect was prevented by the presence of boldine 10 μM and 50 μM. This alkaloid is a known antioxidant and it displayed a potent scavenger activity for peroxyl radicals, when compared with Trolox. Another finding is that the monoterpene indole alkaloids coronaridine, venalstonine, andrangine, vincadifformine, voacristine and also boldine exhibited both potent antioxidant and acetylcholinesterase inhibitor activities in in vitro autobiographic assays.