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.

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Thirty-two rabbits were randomly divided into two groups of 16 animals, with a control group (CG) and a tramadol group (TG). Each group was divided into four subgroups according to the application site (epidural and intrathecal) and evaluation time (seven and 30 days). For administration of tramadol or saline into the epidural or intrathecal space, a polyethylene catheter was implanted between the sixth and seventh lumbar spinous process where it remained for seven consecutive days in all animals. Various clinical and histology evaluations were conducted including determining the treatment effects on the frequency and severity of vacuolization, gliosis, inflammatory infiltrate, heart attacks, bleeding, chromatolysis, cellular edema, Wallerian degeneration, and malacia. Significant differences were found between groups for the Wallerian degeneration. Wallerian degeneration was more frequent in TG than in the CG. We conclude that tramadol can worsen nerve fiber lesions, as shown by Wallerian degeneration caused by catheterization of the epidural and intrathecal space in rabbits. Water hemlock are plants of the genus Cicuta and are toxic to animals and humans. The primary toxin is, cicutoxin, which is present in large concentrations in the tubers; other parts of the plant are toxic, but may contain lower concentrations of cicutoxin. Further, other forms of cicutoxin such as cicutols may contribute to toxicity in various plant parts. The objective of this study was to determine the toxicity of different parts of Cicuta douglasii and characterize their behavioral effects in mice. An aqueous extract was made of green seeds, dry seeds, tubers, flowers and stems of Cicuta douglasii and dosed orally to mice to determine the LD50 (the up and down test). The results indicated that only the green seeds and tubers were toxic to animals by inducing clonic-tonic seizures and death. The LD50 was 17mg/kg and 1320mg/kg for tubers and green seed, respectively. Several tests were used to evaluate motor function and behavior in treated vs. control mice including Grip Strength, Rotarod, Tremor Monitor and Open Field. For each test 12 animals were used per group. The control group (CG) received saline orally, one group received 40% of the LD50 orally (G40) and another group received 85% of the LD50 (G85). The animals were evaluated before gavage and 30 min, 90 min, 120 min, 150 min, 180 min, 240 min and 300 min after gavage. In summary, Cicuta douglasii affected muscle function of mice, including their ability to grasp and hold onto objects, their balance and motility on a Rotarod, motor activity, and exploratory and anxiety-related (i.e., thigmotaxis) behaviors. Seizures interspersed with CNS depression were observed in animals poisoned by Cicuta douglasii. / Esta tese apresentou dois distintos estudos sobre neurotoxicidade em animais de laboratório. O primeiro estudo envolveu um analgésico sintético denominado cloridrato de tramadol. O segundo estudo envolveu uma planta tóxica denominada Cicuta douglasii e também conhecida como Water Hemlock. O tramadol é considerado um fármaco seguro se comparado aos outros opioides. No entanto, foi sugerido que se administrado por via espinhal pode desencadear sinais de neurotoxicidade. Baseando-se nesta afirmativa foi proposto com este estudo avaliar os efeitos neurotóxicos do tramadol aplicado por via espinhal em coelhos. Foram utilizados para o estudo 32 coelhos aleatoriamente divididos em dois grupos de 16 animais, grupo controle (GC) e grupo tramadol (GT). Cada grupo foi subdividido em mais quatro subgrupos de acordo com o local de aplicação (epidural e intratecal) e o tempo de avaliação (sete e 30 dias). Para administração do tramadol ou da solução salina nos espaços epidural ou intratecal foi realizado a implantação de um cateter de polietileno entre o sexto e o sétimo processo espinhoso lombar onde permaneceu durante sete dias consecutivos em todos os animais. Para avaliação histológica, as variáveis analisadas foram presença de vacuolização, gliose, infiltrado inflamatório, infarto, hemorragia, cromatólise, edema celular, degeneração walleriana e malácia. Foram encontradas diferenças significativas entre os grupos na variável degeneração walleriana, no qual se verificou uma maior frequência no GT que no GC. Conclui-se que o tramadol pode agravar as lesões, representadas por degeneração walleriana, provocadas pela cateterização crônica do espaço epidural e intratecal em coelhos. As water hemlocks são plantas do gênero Cicuta e consideradas tóxicas para animais e humanos. Sua principal toxina conhecida, a cicutoxina, está presente em grandes concentrações no tubérculo da planta, contudo, estudos mais recentes têm sugerido que outras partes da planta são tóxicas. Face ao exposto, este estudo teve como finalidade determinar a toxicidade de diferentes partes da Cicuta douglasii e caracterizar seus efeitos comportamentais em camundongos. Foi utilizado um extrato aquoso de sementes verdes, sementes secas, tubérculos, flores e caules de Cicuta douglasii e administrado via oral em camundongos para determinação da DL50 (teste de up and down). Os resultados indicaram que apenas o tubérculo e as sementes verdes são tóxicos para os animais induzindo convulsões tônico-clônicas e morte e as respectivas DL50 foram 17mg/kg e 1320 mg/kg. Para os testes de função motora e de comportamento foram utilizados o GripStrenght, Rota Rod, Tremor Monitor e Campo Aberto. A dose utilizada para os testes foi 40% (10 ml/kg) e 85% (20 ml/kg) da DL50. Para cada teste foram utilizados 12 animais por grupo. O grupo controle (GC) recebeu solução salina por via oral, um grupo recebeu 40% da DL50 por via oral (G40) e outro grupo recebeu 85% da DL50 (G85). Os animais foram avaliados antes da gavagem e 30min, 90 min, 120 min, 150 min, 180 min, 240 min e 300 min após a gavagem. De modo geral, pode-se concluir que a Cicuta douglasii afetou a função muscular de camundongos, a habilidade de preensão dos animais a objetos, a coordenação motora, a atividade motora e o comportamento. Crises convulsivas intercaladas com depressão do SNC foram observadas nos animais intoxicados pela Cicuta douglasii

O chá ayahuasca é uma bebida psicotrópica que tem provocado polêmica devido ao uso indiscriminado por alguns grupos de pessoas e pela facilidade de compra pela internet. A bebida é feita por meio da decocção conjunta das plantas Banisteriopsis Caapi e Psychotria Viridis. Contém alcaloides beta-carbolínicos (?-carbolínicos) como harmina (HRM), harmalina (HRL) e harmalol, que possuem efeitos inibidores da monoaminooxidase A (MAO-A), sendo considerados protetores contra o dano oxidativo neuronal, além de ter ações anticonvulsivantes e efeitos ansiolíticos. Por outro lado, esses alcaloides, conjuntamente com a N,N-dimetiltriptamina, principal componente alucinógeno da P. Viridis, também têm sido descritos como neurotoxinas endógenas que podem participar no início de doenças neurodegenerativas. No presente estudo, a neurotoxicidade do chá ayahuasca foi estudada por meio da determinação da ocorrência de apoptose neuronal pelo método de fluorescência da Caspase-3 e pelo ensaio do TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl transferase mediated dUTP nick end labeling assay). Foram administrados, diariamente, durante vinte e um dias, por meio de gavagem gástrica, 2 ml de água a um grupo de ratos Wistar machos, controle (n=12) e 2 ml do chá ayahuasca 50% a outro grupo similar (n=12). Foram realizadas análises de glutationa (GSH), malonaldeído (MDA) e vitamina E séricas e hepáticas para avaliar a peroxidação lipídica (LPO), assim como análises urinárias de creatinina e ureia para avaliar o funcionamento renal dos animais. Os resultados nas análises do TUNEL mostraram significância estatística no grupo ayahuasca em relação ao grupo controle. A análise de Caspase-3 não mostrou diferenças entre os dois grupos. Os valores de MDA e GSH sérica, assim como da vitamina E hepática, apresentaram redução estatisticamente significativa no grupo tratado com o chá ayahuasca. Os resultados desta investigação apontam para a presença de um processo de estresse oxidativo nos ratos tratados com este chá, com achados estatisticamente significativos de apoptose neuronal com o ensaio do TUNEL. É recomendável a realização de outros estudos para elucidar os mecanismos neurotóxicos do chá ayahuasca. / Ayahuasca tea is a psychotropic beverage that has caused controversy due to the fact of being used indiscriminately by some group of people and the ease of purchase in the worldweb. The tea is derived by boiling the bark of the liana Banisteriopsis Caapi (B. Caapi) together with the leaves of Psychotria Viridis (P.Viridis). B. Caapi contains alkaloids as harmine, harmaline and harmalol, highly active reversible inhibitors of monoamine oxidase A and MAO-B. These compounds have been described as protecting neuronal mitochondria against oxidative damage, besides having anticonvulsivant and anxiolytic actions. On the other hand, these alkaloids, together with dimethyltryptamine (DMT), the main hallucinogenic component of P. Viridis, also had been described as endogenous neurotoxins that could participate in neurodegenerative diseases. In this work, the neurotoxicity of ayahuasca was studied by the method of fluorescence of Caspase-3 and the TUNEL assay. By gastric gavage, was administered in a daily regime during twenty-one days, 2 ml of water to a group of rats (control n=12) and 2 ml of 50% ayahuasca tea to another similar group (n=12). Analysis of reduced glutathione (GSH), malonaldehyde (MDA) and vitamin E was made, to assess lipid peroxidation and also analysis of urinary urea and creatinine, to assess kidney function of animals. The results of the TUNEL assay, showed statistical significant values in the ayahuasca group. No differences were found in Caspase-3 analysis. The values of serum MDA and GSH as well as hepatic vitamin E, showed a statistically significant reduction in the group treated with ayahuasca. The results of this investigation indicate the presence of oxidative stress in rats treated with ayahuasca tea, with statistical significant values of neuronal apoptosis measured by TUNEL assay. It is advisable to conduct further studies to elucidate the neurotoxic effects of ayahuasca tea.

A curcumina é um pigmento amarelo encontrado no rizoma da planta Curcuma longa Linn. que possui propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e anticâncer. Embora tenha um grande potencial terapêutico, sua aplicação clínica é limitada pelas baixas concentrações plasmáticas obtidas após administração oral. A cisplatina é um agente quimioterápico utilizado no tratamento de vários tipos de cânceres, entretanto é inerente o desenvolvimento de sérios efeitos adversos. Seu principal mecanismo de ação em células tumorais envolve a interação direta com o DNA e formação de crosslinks, levando a célula a parada do ciclo celular e apoptose pela ativação da proteína p53. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito protetor da curcumina hidrossolúvel formulada na dispersão sólida curcumina/gelucire®50-13/aerosil® (curcumina DS) sobre a citotoxicidade, neurotoxicidade e genotoxicidade da cisplatina in vitro e in vivo, além da sua possível interferência na eficácia antitumoral da cisplatina in vitro. Os estudos in vitro foram realizados no modelo de neurotoxicidade em células PC12 e em células tumorais HepG2, derivadas de um hepatocarcinoma humano. Os experimentos in vivo foram realizados em ratos Wistar, comparando a absorção gastrintestinal e os efeitos da curcumina DS e da curcumina padrão. Nos estudos in vitro a curcumina DS reduziu a neurotoxicidade da cisplatina no ensaio de crescimento de neuritos. A expressão do gene Tp53 nas células PC12 não foi modulada pela curcumina DS. Na linhagem celular tumoral HepG2, a curcumina DS não reduziu a citotoxicidade da cisplatina. Os resultados dos experimentos in vivo mostraram que curcumina DS e a curcumina padrão reduziram significativamente a formação de micronúcleos induzidos pela cisplatina na medula óssea, porém, no ensaio do cometa, não alteraram a formação de crosslinks induzidos pela cisplatina no tecido renal. A curcumina DS e a curcumina padrão não modularam o estresse oxidativo e a expressão do gene Tp53 no tecido renal. Nossos resultados sugerem que a curcumina não interfere na atividade antitumoral da cisplatina, uma vez que a curcumina não reduziu a citotoxicidade da cisplatina nas células HepG2, e nem a expressão do gene Tp53 nas células PC12 e no tecido renal. Além disso, os resultados obtidos no ensaio do cometa mostraram que a curcumina não reduziu a formação de crosslinks platina-DNA, o principal mecanismo de citotoxicidade da cisplatina. A formulação da curcumina em dispersão sólida aumentou significativamente a sua biodisponibilidade, além de não apresentar redução dos efeitos antimutagênicos em relação à curcumina padrão. Os efeitos protetores da curcumina DS, como a redução da neurotoxicidade e mutagenicidade induzida pela cisplatina, poderia trazer benefícios à quimioterapia, possibilitando uma terapia mais eficaz e melhor qualidade de vida aos pacientes. Os resultados sugerem que os efeitos protetores da curcumina poderiam ser seletivos às células sadias, não reduzindo os efeitos da cisplatina em células tumorais. / Curcumin is a yellow pigment derived from the rhizome of Curcuma longa Linn. Its pharmacological effects include antioxidant, anti-inflammatory, and anti-cancer properties. Although curcumin possesses great therapeutic potential, its low oral bioavailability limits therapeutic application. Cisplatin is a chemotherapeutic drug with activity against a wide variety of tumors; however, it has notorious side effects. Its main mechanism of action in tumor cells involves direct interaction with DNA and formation of crosslinks, leading the cells to a cycle arrest and apoptosis through activation of p53. This study\'s aim was to evaluate the protective effects of watersoluble curcumin, which was formulated in a solid dispersion consisting of curcumin/gelucire®50-13/aerosil® (curcumin DS), on the cytotoxicity, neurotoxicity, and genotoxicity of cisplatin in vitro and in vivo beyond its possible interference in the antitumor efficacy of cisplatin in vitro. In vitro studies were performed on the model of neurotoxicity in PC12 cells and in HepG2 tumor cells derived from a human hepatocarcinoma. The in vivo experiments were performed on Wistar rats, comparing gastrointestinal absorption and the effects of curcumin DS and standard curcumin. In the in vitro studies, curcumin DS reduced neurotoxicity of cisplatin in the neurite outgrowth assay. Tp53 gene expression in PC12 cells was not modulated by curcumin DS. In the tumor cell line HepG2, curcumin DS did not reduce the cytotoxicity of cisplatin. Results of in vivo experiments showed that curcumin DS and standard curcumin significantly reduced micronucleus formation induced by cisplatin in bone marrow. However, on the comet assay, it did not affect the formation of crosslinks induced by cisplatin on renal tissue. Curcumin DS and standard curcumin did not modulate oxidative stress or the expression of the Tp53 gene in renal tissue. Our results suggest that curcumin DS does not compromise the antitumor activity of cisplatin, since curcumin did not reduced the cytotoxicity of cisplatin in HepG2 cells nor Tp53 gene expression in PC12 cells or in renal tissue. Furthermore, the results of the comet assay suggest that curcumin did not reduce the formation of platinum-DNA crosslinks, the major mechanism of cisplatin cytotoxicity. The formulation of curcumin in solid dispersion significantly increased its bioavailability and did not reduced its antimutagenic effect compared to standard curcumin. The protective effects of curcumin DS, such as reducing neurotoxicity and mutagenicity induced by cisplatin, could provide benefits to chemotherapy, including more effective therapy and improved quality of life. The findings suggest that the protective effects of curcumin could be selective to healthy cells without compromising the effects of cisplatin in tumor cells.

Pode-se dizer que o câncer, ao lado da AIDS, é a doença que atinge, a níveis mundiais, maior clamor da sociedade por desenvolvimento de cura e melhor qualidade de vida ao paciente. Várias terapias são utilizadas para o tratamento do câncer, podendo-se destacar a importância da quimioterapia em inúmeros protocolos de tratamento. Um dos fármacos mais antigos e mais utilizados na quimioterapia é a cisplatina, que ao longo dos seus mais de 30 anos na prática clínica demonstrou sua eficácia e foi incorporada no protocolo de tratamento de uma variedade de tumores. Entretanto, ao lado se sua comprovada eficácia, é inerente o desenvolvimento de vários efeitos colaterais resultante de sua toxicidade à células sadias. Neste trabalho, destaque é dado a neurotoxicidade, que surge em um grande número de pacientes que recebem tratamento com a cisplatina. Inúmeros esforços têm sido realizados na tentativa de prevenir ou controlar os efeitos tóxicos induzidos pela cisplatina, com atenção especial à suplementação do tratamento quimioterápico com compostos antioxidantes. Nesse sentido, este estudo visa avaliar a associação da curcumina, um composto polifenólico com notável atividade antioxidante e neuroprotetora, ao tratamento com cisplatina, em um modelo in vitro com culturas de células PC12. A curcumina é reconhecidamente um composto polifenólico com um amplo espectro de atividades biológicas, com suas propriedades neuroprotetoras demonstradas em vários modelos estudados estando principalmente relacionadas com seu potencial antioxidante. Os múltiplos mecanismos de ação dos compostos fenólicos e suas propriedades neuroprotetoras atribuídas a capacidade de inibição das espécies reativas de oxigênio indicam um potencial de inibição da neurotoxicidade que surgem durante o tratamento quimioterápico com a cisplatina, visto a reconhecida capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio da cisplatina. Como a geração de espécies reativas de oxigênio intracelular pode resultar em danos ao DNA pela ação direta das espécies reativas ou indiretamente via produtos de degradação da peroxidação lipídica, nosso estudo avaliou o potencial protetor da curcumina contra a genotoxicidade induzida pela cisplatina em culturas de células PC12, analisando a indução de micronúcleos e a análise de quebras de cadeia simples, cadeia dupla do DNA e sítios álcali-labeis pelo ensaio do cometa. Antes da avaliação antigenotóxica da curcumina, foi realizada uma avaliação citotóxica e genotóxica, em que pode-se observar que em concentrações elevadas a curcumina é citotóxica e genotóxica às células PC12. O efeito protetor da curcumina foi avaliado em pré-tratamento das culturas de células PC12 com concentrações não tóxicas. Nas três concentrações de curcumina estudadas não houve indícios de interferência com a citotoxicidade ou o efeito citostático da cisplatina. Embora o efeito protetor da curcumina contra os danos induzidos ao DNA de células PC12 não tenha sido evidente nos resultados obtidos pelo ensaio do cometa, a curcumina foi eficaz na redução de micronúcleos induzidos pela cisplatina, de maneira semelhante nas três concentrações avaliadas. Os resultados positivos obtidos nesse estudo juntamente com os dados pré-existentes a respeito de efeitos protetores da curcumina incentivam novas pesquisas em relação aos possíveis benefícios da utilização da curcumina em terapia combinada aos quimioterápicos. / Several therapies are used for treating cancer and the importance of chemotherapy can be emphasized in many protocols of treatment. One of the oldest and most used drugs in chemotherapy is the cisplatin which, with its more than thirty years of clinical practice, has demonstrated its effectiveness being incorporated into the protocol of a variety of tumor treatments. On the other hand, it is intrinsic the development of various side effects resulting from its toxicity to healthy cells. This research gives emphasis to the neurotoxicity which appears in a large number of patients receiving the cisplatin treatment. Numerous efforts are being made in attempt to prevent or even control the toxic effects induced by cisplatin with special attention being given to the supplementation of chemotherapy treatment with antioxidant compounds. In that sense, this study aims to assess the association of curcumin, a polifenolic compound with remarkable antioxidant and neuroprotective activity, to the cisplatin treatment in an in vitro neuronal model with PC12 cell cultures. The curcumin is admittedly a polifenolic compound with a broad spectrum of biological activities and their neuroprotective properties, demonstrated in several models, are strongly related to its antioxidant potential. The multiple mechanisms of action of the phenolic compounds and their neuroprotective properties credited to the ability of inhibition of the reactive oxygen species indicate a potential inhibition of neurotoxicity that takes place during the chemotherapy treatment with cisplatin, given its well known ability to generate reactive oxygen species. Since the generation of reactive oxygen species intracellular can result in DNA damage by direct action of reactive species or indirect, through degradation products of the lipid peroxidation, our studies evaluated the potential protector of curcumin against the genotoxicity induced by cisplatin in PC12 cell cultures by examining the induction of micronuclei and analyzing DNA single strand breaks, double strand breaks, and alkali-labeis sites through the comet test. Before the antigenotoxic evaluation of the curcumin, a cytotoxic and genotoxic test was conducted where it was observed that when in high concentrations the curcumin is cytotoxic and genotoxic to the PC12 cells. The protective effect of curcumin was evaluated at the pre-treatment of PC12 cell cultures with non-toxic levels of concentration. In the three studied curcumin concentrations there was no evidence of interference with the cytotoxicity or cytostatic effect of the cisplatin. Although the protective effect of the curcumin put against the damage caused to the DNA of cells PC12 was not evident in the results obtained by the comet test, the curcumin was equally effective in the reduction of micronuclei induced by the cisplatin in all three concentrations evaluated. The positive results obtained in this study combined with the pre-existing data about the protective effects of the curcumin encourage some more new research on possible benefits of using curcumin in combination to chemotherapy.

As doenças neurodegenerativas (DN), incluindo doença de Alzheimer e doença de Parkinson, estão entre as principais causas de mortalidade e morbidade nos países ocidentais. Não há ainda um tratamento definitivo para estas neuropatias, mas os estudos têm apontado para mecanismos comuns de toxicidade, que incluem disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e apoptose. Assim, as mitocôndrias constituem alvos importantes para futuras estratégias de neuroproteção visando tratar, prevenir ou retardar a neurodegeneração. A biodiversidade da fauna brasileira representa uma fonte promissora e ainda pouco explorada de novas moléculas com (i) atividade neuroprotetora e, portanto, potencial para originar novos fármacos para o tratamento destas doenças; ou ainda com (ii) atividade neurotóxica, podendo ser utilizadas como ferramentas de estudo de mecanismos de neurotoxicidade. O presente estudo teve por objetivo investigar o possível potencial neuroprotetor e/ou neurotóxico de peptídeos de baixo peso molecular, obtidos a partir do veneno de diferentes espécies de serpentes do gênero Bothrops por meio da investigação dos efeitos destes compostos na função mitocondrial de cérebro de rato. Duas das frações estudadas (obtidas a partir do veneno da B. atrox e da B. jararaca) apresentaram um interessante potencial protetor contra o intumescimento osmótico mitocondrial e a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), eventos associados à transição de permeabilidade mitocondrial e à morte celular. Por outro lado, outra fração, obtida a partir do veneno da B. pirajai, apresentou potencial neurotóxico. Estes achados podem ser úteis para estudos mecanísticos e também no estabelecimento de futuras estratégias de tratamento das doenças neurodegenerativas, tendo as mitocôndrias como alvos terapêuticos (terapia alvo). / The neurodegenerative diseases, including Alzheimer\'s and Parkinson\'s diseases, are among the main causes of morbidity and mortality in Western countries. A definitive treatment for these neuropathies has not yet been found, but studies have indicated common mechanisms of toxicity, including mitochondrial dysfunction, oxidative stress and apoptosis. Therefore, mitochondria represent important targets for the future neuroprotective strategies aimed to treat, prevent or delay the neurodegeneration. The Brazilian fauna biodiversity represents a promising and under explored source of new molecules with (i) neuroprotective activity and potential to originate new drugs for the treatment of these diseases; or yet, with (ii) neurotoxic activity, representing tools to study neurotoxicity mechanisms. The present study aimed to investigate the possible neuroprotective and/or neurotoxic potential of low-molecular-mass peptides extracted from the venom of different species of Bothrops genus snakes by investigating their effects on rat brain mitochondrial function. Two of the studied fractions (from B. atrox and B. jararaca venoms) presented an interesting protective potential against both the mitochondrial swelling and reactive oxygen species (ROS) production, events associated with mitochondrial permeability transition and cell death. On the other hand, other fraction (from B. pirajai venom) presented a neurotoxic potential. These findings might be useful for mechanistic studies and also for the establishment of future strategies of neurodegenerative diseases treatment, using mitochondria as therapeutic targets (targeted therapy).

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.

Orientador: Alan Stewart Hazell / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:16:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FaimFerreira_Samantha_M.pdf: 1383020 bytes, checksum: 557a29a1393de153dfad4f2c4815defa (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A neurotoxicidade por manganês (Manganismo) leva a uma disfunção neurológica caracterizada pelo desenvolvimento de ataxia, hipocinesia, rigidez e tremores. Evidências sugerem que os astrócitos desempenham um papel importante na disfunção cerebral nesta desordem, pois acumulam manganês e sequestram o metal na mitocôndria, o que inibe a oxidação fosforilativa. A exposição aguda ao manganês leva ao acúmulo focal do metal e perda neuronal no cerebelo. No entanto, a relação entre esta deposição localizada de manganês e as manifestações neurológicas não são claras. Neste estudo, foram caracterizados os efeitos do manganês na marcha e no equilíbrio após um tratamento subagudo em ratos adultos da linhagem Sprague-Dawley (CEMIB ¿ UNICAMP). Os animais foram divididos em três grupos: Controle; tratado com Mn e tratado com Mn + NAC (N - acetilcisteína), um anti-oxidante. Os ratos do grupo Mn receberam cloreto de manganês (II) (50 mg/kg de peso corporal, i.p.) diariamente durante 4 dias, enquanto os ratos do grupo Mn + NAC foram co-tratados diariamente com o cloreto de manganês (II) e NAC (163 mg/kg, i.p.). Na análise da marcha o grupo tratado com Mn demonstrou alteração na marcha, vizualizados pela diminuição da área da impressão plantar (comprimento x largura), do comprimento da passada e da base de suporte. Apesar das alterações observadas nesses parâmetros, os animais não apresentaram mudanças na pressão exercida pela pata durante a marcha. O grupo co-tratado com NAC não demonstrou essas alterações, apresentando-se semelhante ao controle. Nos estudos de imonohistoquímica, imunofluorescência, histoquímica e Western blotting o grupo tratado com Mn apresentou morte neuronal, aumento da reatividade astrocítica na camada granular, desarranjo na camada das células de Purkinje e aumento na expressão do transportador de glutamato GLT-1a. Estes resultados corroboram com as importantes alterações na função motora de animais tratados com Mn. O co-tratamento com o antioxidante NAC foi capaz de impedir parcialmente esses danos, exercendo uma ação protetora na área do cerebelo e na função motora. Em conclusão, demonstramos que a intoxicação por manganês gera alterações morfo-funcionais no cerebelo, as quais podem ser principalmente revertidos pelo uso do antioxidante NAC / Abstract: Manganese (Mn) neurotoxicity (Manganism) leads to a neurological disorder characterized by the development of ataxia, hypokinesia, rigidity and tremors. Evidence suggests that astrocytes play an important role in brain dysfunction in this disorder because accumulate manganese and sequester metal in the mitochondria, where it inhibits oxidative phosphorylation. Acute exposure to manganese leads to focal accumulation of the metal and neuronal loss in the cerebellum. However, the relationship between this localized deposition of manganese and neurological manifestations are unclear. In this study, we characterized the effects of manganese in gait and balance after a subacute treatment in Sprague - Dawley rats (CEMIB - UNICAMP). The animals were divided into three groups: control, treated with Mn and Mn + treated with NAC (N - acetylcysteine). The rats from manganese group were administered with manganese (II) chloride (50 mg / kg body weight , ip) daily for 4 days, whereas rats of the group Mn + NAC daily were co- treated with manganese chloride (II) and NAC (163 mg / kg , ip). In Catwalk test group treated with manganese showed changes in gait and balance, leading to a reduction of the area of the paw (length and width), the stride length and the base of support. Despite the changes observed in these parameters, the animals showed no changes in pressure exerted by the leg during gait. The group co-treated with NAC showed no such changes, keeping similar to the control group. In studies of immunohistochemistry, immunofluorescence, western blotting and histochemistry group treated with showed neuronal death, an increase in signal astrocytic reactivity in the granular layer, a derangement in the Purkinje cell layer and an increase in the expression of glutamate transporter GLT - 1a. These results suggest significant changes in motor function in animals treated with Mn. The co - treatment with the antioxidant NAC was able to partially prevent this damage, exerting a protective action in the area of the cerebellum and motor function. In conclusion, we demonstrated that manganese poisoning produces morphological and functional changes in the cerebellum, which can principally be reversed by the use of the antioxidant NAC / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestra em Ciências

Orientadores: Sergio Marangoni, Luis Alberto Ponce Soto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T10:22:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heleno_MauricioAurelioGomes_D.pdf: 8695465 bytes, checksum: 8ac64464abefb901cab1d4e5b6b96336 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Uma grande variedade de toxinas provenientes de venenos animais tem sido largamente utilizada no estudo de mecanismos de ação e processos fisiológicos, sendo consideradas valiosas ferramentas moleculares. As serpentes peçonhentas expressam no veneno diversas proteínas muito estudadas e utilizadas clinicamente, apresentando diferentes graus de variabilidade inter e intraespecífica em suas composições e nos seus efeitos biológicos. O conhecimento obtido com os estudos destas moléculas tem grande importância clínica na compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos nos envenenamentos ofidicos e também acadêmico-tecnológica, devido à possibilidade do desenvolvimento de novos instrumentos moleculares utilizados na pesquisa e também de novos modelos moleculares para princípios ativos de drogas. Neste trabalho pesquisamos as atividades neurotóxica, miotóxica e inflamatória de uma PLA2 básica, D49, purificada do veneno da serpente Bothrops roedingeri após duas etapas cromatográficas, exclusão molecular em Sephadex G-75 e hidrofobicidade em HPLC de fase reversa em coluna 'mi'-Bondapak C-18. A BrTX-I apresentou massa molecular relativa em tomo de ~14 kDa (SDS-PAGE) e confirmada por espectrometria de massas (ESI-MS), em 14.358,69 Da. A análise da composição de aminoácidos da BrTX-I, revelou que esta é constituída aproximadamente por 120 resíduos aminoacídicos, com alto conteúdo de aminoácidos básicos e hidrofóbicos, resultando em um valor calculado de pI de 8,63. A presença de 14 resíduos de cisteína sugere a formação de sete pontes dissulfeto. A análise estrutural da BrTX-I foi realizada por ESI-MS e as regiões analisadas mostraram semelhança com outras PLA2 miotóxicas isoladas de venenos botrópicos. A BrTX-I apresentou alta atividade PLA2 e um comportamento tipo sigmoidal em baixas concentrações do substrato. Atividade PLA2 ótima da BrTX-I foi em pH 8,0 e temperatura de 37°C. A BrTX-I mostrou-se dependente de Ca2+ (mM) e na sua substituição por zn+2, Mn+2, Mg+2 e Cd+2 a atividade foi reduzida. O estudo da homologia sequencial da BrTX-I mostrou posições extremamente conservadas na molécula. Nas posições 1 e 2 há predominância da sequência de aminoácidos (DL), na posição 4 (Q). Uma das regiões altamente conservadas na sequência de aminoácidos das PLA2 é a alça de ligação ao cálcio, segmento ...YGCYCGXGG. Resíduos formando a alça de ligação ao cálcio e a rede catalítica da BrTX-I mostraram um alto grau de conservação, refletindo na manutenção da atividade. A região relacionada à atividade neurotóxica pré-sináptica (80-11 O) apresentou principalmente resíduos hidrofóbicos. Em preparações ex vivo, o veneno e a BrTX-I causaram rápido bloqueio da neurotransmissão na preparação biventer cervicis de pintainho de modo similar a outras Bothrops, sem alterar significativamente as respostas contraturantes à adição de AChe de KCl (5 e 20 'mi'g/mL), indicando atividade neurotóxica pré-sináptica. Em camundongos, a BrTX-I induziu miotoxicidade local, determinada pelo aumento nos níveis plasmáticos de CK e mostrou efeito pró-inflamatório analisado através da formação do edema de pata e liberação das citocinas IL-1 , IL-6 e TNF-'alfa'. Como BrTX-I produz um efeito inflamatório, a hidrólise de fosfolipídios pode ser relevante na fisiopatología do envenenamento / Abstract: A great variety of animal venom toxins has been widely used in the study of action mechanisms and metabolic processes, thus considered valuable molecular tools. Poisonous snakes contains in their venom several well studied and clinically used proteins, showing these venoms different intra or interspecific variability degrees in their composition and biological effects. The knowledge obtained with these molecules study, has a great clinical relevancy understanding pathophysiological process regarding snake envenomations, and also academic technological, due to the possibility to develop new molecular tools and new molecular models to study active principies of some drugs. ln this work, we study neurotoxic, myotoxic and inflammatory activities of BrTX-I, a basic PLA2, purified from Bothrops roendigeri snake venom after two chromatographic steps, using molecular exclusion chromatography (Sephadex G-75) and reverse phase HPLC on 'mi'-Bondapak C-18 column. BrTX-I showed relative molecular mass around 14 kDa (PAGE) and specific molecular mass of 14,358.69 Da was determined by ESl-MS mass spectrometry. The amino acid composition analysis showed that BrTX-I contains 120 aminoacidic residues with high content of basic and hydrophobic amino acids, resulting in a calculated pi value of 8. 63. The presence of 14 Cysteine residues, suggests the formation of seven dissulfide bonds. Structural analysis of BrTX-I PLA2, performed by ESI-MS showed high identity values when compared to other myotoxic PLA2, isolated from Bothrops snakes venoms. BrTX-I presented high PLA2 activity and showed a sigmoidal behavior at low substrate concentrations. The BrTX-I reached its maximal PLA2 activity at pH 8.0 and 37 °C. Maximum PLA2 activity required Ca2+ (mM) and substitution of Ca2+ by zn+2, Mn+2, Mg+2 or Cd+2 showed reduced enzymatic activity. Sequence homology studies of BrTX-I showed extremely conserved positions in the molecule. ln positions 1 and 2, there is a predominance of the amino acids sequence (DL), and in position 4 (Q). One of the highly conserved regions in the amino acid sequences of PLA2 is the Ca2+ -binding loop, segment ... YGCYCGXGG. Residues forming the Ca2+-binding loop and the catalytic network of BrTX-I PLA2 showed a high conservation grade, reflecting the non-decreased catalytic activity. The region related to the presynaptic neurotoxic activity (80-110), showed mainly the presence of hydrophobic residues. ln ex vivo studies, the whole venom and BrTX-I caused a fast blockade of the neuromuscular transmission in young chick biventer cervicis preparations m a similar way to other Bothrops species, without alters significantly the contractures induced by ACh and KCL at doses of 5 and 20 'mi'g/mL, respectively, indicating presynaptic neurotoxic activity. ln mice, BrTX-I induced local myotoxicity, determined by increase in CK serum leveis, and showed proinflammatory effects analyzed through edema-forming activity and citokines IL-1 , IL-6, and TNF'alpha' release. Once BrTX-I induces a strong pro-inflammatory effect, the enzymatic phospholipid hydrolysis may be relevant for envenomation pathophysiology / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular