CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / No processo do envelhecimento humano ocorrem alteraÃÃes significativas no organismo,incluindo o aumento do estresse oxidativo, que tem sido responsabilizado pelo desencadeamento de muitas doenÃas degenerativas. A adoÃÃo de estratÃgia capaz de interferir no processo oxidativo seria fundamental para amenizar ou retardar o surgimento de afecÃÃes prevalentes na idade avanÃada. A utilizaÃÃo de substÃncias em doses nutracÃuticas, como precursoras de antioxidantes, tem sido muito estudada. A seguranÃa e os efeitos da suplementaÃÃo via oral de glutamina, em doses nutracÃuticas, sobre o estresse oxidativo e o metabolismo glicÃmico foram analisados em indivÃduos de meia-idade e idosos. Para tanto, foi realizado um ensaio clÃnico randomizado, controlado, cruzado, duplo-cego. Foram selecionados, pelos critÃrios do Protocolo SENIEUR com modificaÃÃes, 32 residentes em instituiÃÃo de longa permanÃncia, divididos em 2 grupos e submetidos à suplementaÃÃo com L-glutamina e caseinato de cÃlcio via oral, na dose de 0,5g/Kg/dia por perÃodo de 14 dias intercalados por pausa temporal (washout period) de 5 dias. Foram realizados exames para avaliaÃÃo de alteraÃÃes hematolÃgicas, hepÃticas, renais e calculada a estimativa do Ritmo de FiltraÃÃo Glomerular (eRFG), avaliada a capacidade antioxidante pela dosagem da Glutationa Total, cÃlculo da razÃo GSH/GSSG, do potencial redox pela EquaÃÃo de Nerst e avaliada a peroxidaÃÃo lipÃdica pela dosagem do TBARS (substÃncia reativa Ãcido tiobarbitÃrico) antes (T0) e apÃs (T1) suplementaÃÃo. Dos 32 participantes que iniciaram o estudo, um foi excluÃdo por uso de antiinflamatÃrio e out o e retirou por vontade prÃpria. Dos 30 indivÃduos restantes, 16 (53,3%) eram homens, mÃdia de idade 69  8,8 anos, peso mÃdio 61,8  14,2Kg,albumina sÃrica 4,0  0,3g/dL. NÃo houve efeito clÃnico adverso durante a utilizaÃÃo de Lglutamina,tampouco alteraÃÃo significativa dos parÃmetros laboratoriais, exceto aumento nos nÃveis de urÃia, tanto no grupo caseinato (T0 = 33,033  8,688; T1 = 43,066  11,732; p <0,0001) quanto no grupo glutamina (T0 = 34,100  9,117; T1 = 44,200  8,833; p<0,0001) e aumento estatisticamente significante de creatinina no grupo glutamina (T0 = 0,917  0,123;T1 = 1,050  0,138; p<0,0001) e reduÃÃo da eRFG: 13,3% na suplementaÃÃo de L-glutamina e de 2,9% na suplementaÃÃo de caseinato de cÃlcio, porÃm sem significado clÃnico. A concentraÃÃo sanguÃnea de Glutationa Total nÃo mostrou alteraÃÃo com a suplementaÃÃo de L-glutamina, tampouco houve alteraÃÃo na capacidade de antioxidaÃÃo do sistema glutationa avaliada pelo cÃlculo da razÃo GSH/GSSG, pela equaÃÃo de Nerst e na peroxidaÃÃo de lipÃdeos avaliada pela dosagem de TBARS. A suplementaÃÃo de L-glutamina nÃo teve impacto sobre a via glicolÃtica e secretagoga de insulina. Conclui-se que aumento nos nÃveis sÃricos de urÃia e creatinina e a reduÃÃo da estimativa de Ritmo de FiltraÃÃo Glomerular sÃo provavelmente devidos à dificuldade dos rins envelhecidos de metabolizar suplementos de fonte protÃica. Embora nÃo clinicamente significativas, estas alteraÃÃes impÃem um rigoroso controle na avaliaÃÃo dos parÃmetros da funÃÃo renal durante a suplementaÃÃo de L-glutamina na dose de 0,5g/kg/dia em indivÃduos de meia-idade e idosos. Na ausÃncia de estresse adicional, a suplementaÃÃo de L-glutamina nÃo altera o padrÃo das reaÃÃes orgÃnicas de estresse oxidativo, prÃprias do envelhecimento, nÃo justificando, portanto, seu uso nestas situaÃÃes. / Significant alterations in the organism occur in the human aging process, including the increase of oxidative stress which has been held responsible for unleashing many degenerative diseases. The adoption of a strategy able to interfere in the oxidative process would be essential to ease or retard the appearance of disorders prevailing in advanced age. The usage of substances in nutraceutic dosages as antioxidants precursors has been much studied. Safety and effects of the oral L-glutamine supplementation, in nutraceutic dosages,on oxidative stress and glucose metabolism were analyzed in middle-aged and elderly individuals. Thus, a randomized, controlled, cross-over, double-blind clinic trial was performed. Through the SENIEUR test protocol criteria with modifications, 32 people living in a nursing home were selected, divided in 2 groups and submitted to oral L-glutamine and calcium caseinate supplementation at the dosage of 0.5/kg/day for a 14-day period intercalated by a 5-day washout period. Tests were performed in order to evaluate hematological, hepatic, renal alterations and the estimated Glomerular Filtration Rate (eGFR) was calculated, the antioxidant capacity was evaluated through the total glutathione dosage,calculation of GSH/GSSG ratio of the redox (oxidation-reduction) potential through the Nerst equation and the lipid peroxidation was evaluated through dosage of TBARS (thiobarbituric acid reacting substances), before (T0) and after (T1) supplementation. From 32 participants that started the study, one was excluded due to anti-inflammatory usage and the other withdrew by own will. 16 (53.3%) out of 30 were men, average age 69 Â} 8.8 years, average weight 61.8 Â} 14.2 kg, serum albumine 4.0 Â} 0.3 g/dl. There was no clinical adverse effect during the L-glutamine usage, nor significant clinical alteration of laboratory parameters except for an increase in urea levels either at the caseinate group (T0= 34.100 Â} 9.117; T1 = 44.200 Â} 8.833; p<0.0001) as at the glutamine group (T0 = 34.100 Â} 9.117; T1 = 44.200 Â} 8.833; p<0.0001) and a statistically significant creatinine increase at the glutamine group (T0 = 0.917 Â} 0.123; T1 = 1.050 Â} 0.138; p<0.0001) and at the GFRe: 13.3% in Lglutamine supplementation and 2.9% in calcium caseinate supplementation, but without clinical significance. Blood levels of the Total Glutathione did not show alteration with Lglutamine supplementation, nor alteration in the anti-oxidation capacity of the glutathione system assessed through TBARS ratio calculation. L-glutamine supplementation had no impact on the glycolitic path and insulin secretagogue. It is concluded that the increase in urea and creatinine serum levels and the reduction of the estimated Glomerular Filtration Rate occur probably due to the difficulty of the aged kidneys to metabolize protein-sourced supplements. Although they are not clinically significant, these alterations impose a rigorous control in the evaluation of the kidney function parameters during the L-glutamine supplementation with doses of 0.5g/kg/day on middle-aged and elderly individuals. In absence of additional stress, the L-glutamine supplementation does not alter the organic reactions standard of oxidative stress, pertaining to aging, not justifying, therefore, its usage in these situations.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O (-)-&#945;-bisabolol, em doses de 100 e 200 mg/Kg, Ã um Ãlcool sesquiterpÃnico comumente obtido de Matricaria chamomilla e de espÃcies do gÃnero (Vanillosmopsis), foi testado no modelo de lesÃo gÃstrica induzida por etanol para a investigaÃÃo microscÃpica do efeito gastroprotetor dessa droga, da influÃncia da migraÃÃo de neutrÃfilos neste efeito, assim como envolvimento das enzimas SuperÃxido dismutase (SOD) e Catalase (Cat). Foram quantificadas tambÃm a peroxidaÃÃo lipÃdica (Substancias Reativas ao Ãcido TiobarbitÃrico-TBARS), e o produto do metabolismo do Ãxido nÃtrico (NO), o Ãnion nitrito. O (-)-&#945;-bisabolol foi capaz de diminuir o dano gÃstrico induzido pelo etanol, parÃmetro analisado microscopicamente. O (-)-&#945;-bisabolol diminuiu a migraÃÃo de neutrÃfilos na mucosa gÃstrica em modelo de Ãlcera induzida por etanol absoluto em camundongos, quantificado atravÃs da enzima mieloperoxidase (MPO), presente nos neutrÃfilos. O (-)-&#945;-bisabolol interagiu com o sistema enzimÃtico anti-oxidante diminuindo a atividade da enzima catalase na mucosa gÃstrica, nos animais tratados com etanol absoluto, diminuiu a peroxidaÃÃo lipÃdica (TBARS) no tecido gÃstrico em animais submetidos a aplicaÃÃo de etanol absoluto e foi capaz de aumentar a atividade da enzima superÃxido dismutase no mesmo tecido. O (-)-&#945;-bisabolol nÃo alterou significativamente a quantidade de nitrito no estÃmago dos animais ulcerados. Desta forma, o (-)-&#945;-bisabolol nas doses testadas reduz as lesÃes gÃstrica associadas a administraÃÃo de etanol, provavelmente pela reduÃÃo do estresse oxidativo no estomago, alÃm de reduzir a atividade da MPO, contudo se explica a aÃÃo gastroprotetora dessa droga, no entanto a reduÃÃo da atividade enzimÃtica da Catalase seria um achado menos importante para explicar a atividade antiulcerogÃnica verificada. / The (-)-&#945;-bisabolol, at doses of 100 and 200 mg / kg, is an alcohol commonly obtained from Matricaria chamomilla and species of the genus (Vanillosmopsis), it was tested in ethanol-induced gastric injury model for research gastroprotective effect microscopically of this drug, the influence of neutrophil migration in this effect, as well as THE involvement of superoxide dismutase (SOD) and catalase (Cat) enzymes. It was also quantified the lipid peroxidation (Thiobarbituric Acid Reactive Substances-TBARS), and the nitric oxide metabolism product (NO), the anion nitrite. The (-)-&#945;-bisabolol was able to decrease ethanol-induced gastric damage, parameter microscopically analyzed. The (-)-&#945;-bisabolol decreased neutrophils migration to the gastric mucosa in absolute ethanol-induced ulcer model in mice, quantified by the myeloperoxidase enzyme (MPO), present in neutrophils. The (-)-&#945;-bisabolol interacted with the anti-oxidant enzyme system decreasing the catalase enzyme activity in the gastric mucosa in animals treated with absolut ethanol, decreased lipid peroxidation (TBARS) in gastric tissue in rats exposed to ethanol and it was able to increase the superoxide dismutase activity in the same tissue. The (-)-&#945;-bisabolol did not significantly alter the amount of nitrite in the ulcerated animals stomach. Thus, the (-)-&#945;-bisabolol in the doses tested reduced the gastric lesions associated with administration of ethanol, probably by reducing oxidative stress in the stomach while reducing the activity of MPO, it being explained the gastroprotective action of this drug, however the reduction of enzymatic activity of Catalase would be a less important finding to explain the antiulcer activity observed it.

A contaminação ambiental por pesticidas é uma preocupação cada vez mais presente, como indicam estudos que detectam frequentemente estes compostos em água e solo, e visto a importância destes, faz-se necessário a compreensão do seu impacto em organismos não alvo. Dessa forma, o estudo da resposta adaptativa bacteriana a herbicidas vem de encontro com a necessidade descrita, além de fornecer novos dados a cerca da regulação metabólica na possível biotransformação destes compostos. Neste estudo, o sistema antioxidante foi alvo de análises para a compreensão de sua participação neste processo, além de evidenciar a regulação diferencial de isoenzimas em bactéria exposta à herbicida. Para tanto, inicialmente um estudo de biodegradação apontou que o isolado bacteriano Enterobacter asburiae SD1 é capaz de degradar s-metolachlor em cerca de 30% com 13 h de cultivo em meio mineral, na presença de 1,25 mM do herbicida. Porém, a biodegradação também ocorreu em meio de cultura com fonte de carbono alternativa ao s-metolachlor, o que juntamente com o crescimento diferencial entre os meios, sugeriu uma resposta fisiológica adaptativa à diferentes condições nas quais o herbicida estava presente. Conhecido em estudos de resposta global a estresse, o sistema antioxidante foi avaliado na presença do herbicida e em diferentes consituições de meio de cultura, o que culminou em vias preferenciais ativadas conforme as características dos meios. Na presença de somente s-metolachlor como fonte de carbono (meio mineral), a enzima glutation S-transferase foi ativada, mostrando prioridade no reconhecimento e metabolização do s-metolachlor. Já na presença de outras fontes de carbono, além do herbicida, as vias de combate ao estresse oxidativo, representadas pelas enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa redutase (GR), foram ativadas primeiramente. Além disso, foi possível também avaliar a ativação diferencial das isoenzimas de CAT e SOD frente ao s-metolachlor, sendo que a isoenzima Mn-SOD merece destaque pela importância na resposta adaptativa, visto que a deleção do gene sodA (Mn- SOD), causou danos a membrana e desequilíbrio no trabalho cooperativo enzimático no combate às ERO\'s (espécies reativas de oxigênio). Finalmente, a integração dos diferentes níveis de um metabolismo na resposta do sistema antioxidante bacteriano foi mostrado através do estudo com a via de controle traducional formada pela proteína EF-P (elongation factor P). Esta proteína atua na fidelidade do processo de síntese de proteína, e a deleção do gene efp que a codifica, bem como outras proteínas envolvidas na ativação desta via, resultou no desequilíbrio celular, gerando estresse oxidativo, potencializado pela presença do herbicida paraquat. Este trabalho reúne resultados bastante relevantes para a compreensão do papel do sistema antioxidante bacteriano, em condições de estresse gerado pela presença de herbicidas, e oferece dados importantes referentes a integração e regulação de vias bioquímicas na ativação do sistema antioxidante, bem como para uma eficiente resposta adaptativa deste sistema. / The environmental contamination by pesticides is an increasing concern, as frequently showed in studies with detection of these compounds in water and soil. In fact, the understanding of pesticide effect on non-target organisms is necessary given the importance of pesticide and its sustentable use. The study of bacterial adaptive response to pesticide can show how the metabolic regulation happens, as well as provide new data about biotransformation of these xenobiotics. For this propose, firstly the biodegradation analyse showed the Enterobacter asburiae SD1 strain has capacity to degrade the s-metolachlor herbicide in around 30% of your initial concentration (1,25 mM), in 13 h of cultivation in mineral medium. However, the degradation was also observed on the presence of alternative carbon source, what suggests, together the differential growth, the bacteria can show an adaptive response to different conditions represented by the media constitution. The antioxidant system, a global sensor to stress, was evaluated in E. asburiae SD1 cultivated in different media, to see what is the effect of s-metolachlor herbicide in the antioxidant response. It was possible to observe preferential pathways activated according to medium characteristics, such as the activation of glutathione Stransferase in the presence of only s-metolachlor as carbon source. This result was explained by the bacterial need to recognize and metabolize a new molecule. On the other hand, in the presence of alternative carbon source, in addition to herbicide, the pathways to combat oxidative stress, as those constituted by catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione reductase (GR), were firstly activated. Besides this, the differential activation was observed among the isoenzymes of CAT and SOD, wich special attention to Mn-SOD, which one had an important role in the adptive responde to herbicide. This affirmation was justified when de delection of sodA gene (Mn-SOD) induced membrane damage and disruption in the cooperative work of antioxidant enzymes in bacteria exposed to s-metolachlor. Finally, the integration of different levels of metabolism in the antioxidant response was showed through study with a pathway envolved in the translational control which has the elongation factor-P (EFP) as one important protein. This enzyme acts in the fidelity during the protein synthesis, and its absence, caused by efp gene delection, as well others two protein important to activate the EFP, induced the oxidative stress, increased by the paraquat herbicide. The present work collects relevant results for understanding of the role of bacterial antioxidant system in the stress condition induced by herbicide presence, and also offers important data about integration and regulation of biochemical pathway in the antioxidant system activation for an efficient adaptative response.

O antantreno é um hidrocarboneto hexacíclico aromático (HPA) bastante difundido no meio ambiente e que não apresenta as regiões de baía ou fjord, que em geral, conferem alta reatividade a esses compostos após oxidação. Entretanto, sua mutagenicidade em bactérias após ativação metabólica é comparável à do Benzopireno (BP) e, com base na sensibilidade das linhagens de S. typhimurium utilizadas, os metabólitos do antantreno causam substituições de pares de base, trocas de fita e possivelmente dano oxidativo ao DNA. Alguns dos metabólitos que apresentam ação genotóxica em bactérias foram recentemente identificados, mas uma investigação mais ampla considerando a ligação desses e outros possíveis metabólitos a biomoléculas, com a identificação dos adutos formados, pode contribuir para um melhor esclarecimento das vias envolvidas em sua genotoxicidade. Neste trabalho investigamos a reação do antantreno (oxidado quimicamente e pelo sistema HRP/H2O2) com dG e DNA in vitro, tendo sido observada a formação de possíveis adutos nas análises por HPLC/ESI/MS, HPLC/UV/Fluorescência e espectrofluorimetria. Células de carcinoma hepatocelular humano (HepG2) e hepatócitos de fígado humano normal (THLE-2) foram incubadas com antantreno e seus produtos de oxidação (quinonas e hidroquinonas acetiladas), verificando-se citotoxicidade dose dependente em diferentes condições de cultura. Uma vez que a sobrevivência relativa das células THLE-2 cultivadas sobre filme de colágeno e em meio PFMR-4 se assemelhou à sobrevivência relativa das células HepG2 cultivadas em meio DME e sem filme de colágeno, utilizamos as células HepG2 para análise de dano oxidativo. Produtos de oxidação do antantreno (quinonas e hidroquinonas acetiladas) induziram a formação de 8-oxodGuo no DNA celular. Os dados obtidos nos indicam que duas vias podem estar envolvidas na genotoxicidade do antantreno observada nos estudos com S.typhimurium realizados por Platt et al. (2002): indução de dano oxidativo e formação de adutos com o DNA. / Anthanthrene is a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) widely spread in the environment and does not have the bay or fjord regions, which in general provide high reactivity to these compounds after oxidation. However, its mutagenic activity to bacteria after metabolic activation is comparable to that of benzopyrene (BP) and, based on the sensitivity of the S. typhimurium strains used, anthanthrene metabolites cause base pair substitutions, DNA strand exchanges, and possibly DNA oxidative damage. Some of the metabolites that are genotoxic to bacteria have been recently identified, but a better investigation on how these and other possible metabolites react with biomolecules, identifying the generated adducts, can contribute to clarify the ways involved in its genotoxicity. In the present work we investigated the reaction of anthanthrene (chemically oxidized or oxidized by the HRP/H2O2 system) with dG and DNA in vitro. The formation of possible adducts was observed in the analyses by HPLC/ESI/MS, HPLC/UV/Fluorescence and spectrofluorimetry. Human hepatocelular carcinoma cell line (HepG2) and normal human liver hepatocytes (THLE-2) were incubated with anthanthrene and its oxidation products (quinones and acetyladet hidroquinones). Dose dependent cytotoxity was observed under different culture conditions. As the relative survival of the THLE-2 cells grown on a film of collagen in PFMR-4 medium was very close to the relative survival of the HepG2 cells grown in DME medium, without the collagen film, we used the HepG2 cells for analysis of oxidative damage. Anthanthrene oxidation products (quinones and acetylated hidroquinones) induced 8-oxodGuo formation in the cellular DNA. Data obtained indicate that two ways may be involved in the genotoxicity of anthanthrene observed in the S. typhimurium studies conducted by Platt et al. (2002): DNA oxidative damage and adducts formation.

O gastrópode terrestre Helix aspersa (Müller) é um herbívoro generalista, que habita a região mediterrânea. Os gastrópodes terrestres em geral entram em estados dormentes durante o seu ciclo de vida. A dormência é uma forma de inatividade associada a uma redução na taxa metabólica, sem grandes alterações no estado hídrico do animal (Withers & Cooper, 2010). Os gastrópodes terrestres quando saem de um estado dormente podem apresentar um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) nas mitocôndrias (Turrens et al., 1982) levando a um quadro de possível estresse oxidativo (Hermes-Lima & Zenteno-Savin, 2002). Cerca de 0,1% a 2% da respiração normal celular in vitro resulta em formação de ânion superóxido (Fridovich, 2004; Murphy, 2009; Hamanaka & Chandel, 2010). Muitos estudos apontam para um aumento na produção de ROS (Duranteau et al., 1998; Chandel et al., 1998; Wood et al., 1999; Killilea et al., 2000) durante a hipóxia. O estresse oxidativo é definido como o desequilíbrio no balanço entre agentes pró-oxidantes e agentes antioxidantes, em favor dos pró-oxidantes, levando a uma perturbação na sinalização e no controle redox e/ou dano molecular (Sies & Jones, 2007). A GSH é o principal grupo sulfidrila não proteico encontrado em células de mamíferos. Esta normalmente em uma concentração de 1 a 10 mM, enquanto a GSSG é encontrada em uma concentração de 10 a 100 vezes menor (Rossi et al., 1995; Griffith, 1999). A GSH atua desativando radicais livres, preservando o status redox celular e defendendo o organismo contra xenobióticos (Meister, 1995a). A ativação do sistema de defesa antioxidante, incluindo aumento da atividade de enzimas antioxidantes, durante situações de depressão metabólica foi chamada de preparo para o estresse oxidativo (Hermes-Lima et al., 1998). Esta ativação protege o organismo durante o hipometabolismo e durante a reoxigenação/despertar de um possível estresse oxidativo. Os objetivos deste estudo foram: analisar as possíveis respostas durante um ciclo de anoxia e reoxigenação do sistema de defesa antioxidante de Helix aspersa com níveis reduzidos de glutationa total (eq-GSH); e examinar a liberação de ROS em mitocôndrias isoladas de Helix aspersa em estivação. O metabolismo de GSH mostrou-se em nosso estudo como importante fator na manutenção do equilíbrio redox de Helix aspersa durante a anoxia e reoxigenação, lidando com um provável aumento de produção de ROS durante a reoxigenação. E durante a estivação, foi demonstrado que as mitocôndrias de glândula digestiva de Helix aspersa liberam mais H2O2 in vitro. Este aumento na liberação de ROS na mitocôndria pode estar relacionado com a indução de respostas antioxidantes, que ocorrem durante a estivação em gastrópodes terrestres em diversos estudos (Hermes-Lima & Storey, 1995; Ramos-Vasconcelos & Hermes-Lima, 2003; Ramos-Vasconcelos et al., 2005) / The gastropod Helix aspersa (Müller) is a generalist herbivore that inhabits the Mediterranean region. The terrestrial gastropods generally go into dormant states during their life cycle. Dormancy is a form of inactivity associated with a reduction in metabolic rate, without major changes in the water status of the animal (Withers & Cooper, 2010). The terrestrial gastropods when they leave a dormant state may experience an increased production of reactive oxygen species (ROS) in mitochondria (Turrens et al., 1982) leading to a potential oxidative stress (Hermes-Lima & Zenteno-Savin, 2002). About 0.1% to 2% of the normal cellular respiration in vitro results in formation of superoxide anion (Fridovich, 2004; Murphy, 2009; Hamanaka & Chandel, 2010). Many studies point to an increased production of ROS (Duranteau et al. 1998; Chandel et al., 1998, Wood et al. 1999; Killilea et al., 2000) during hypoxia. Oxidative stress is defined as the imbalance between pro-oxidant agents and antioxidants in favor of pro-oxidants, leading to a disruption of redox signaling and redox control and/or molecular damages (Sies & Jones, 2007). GSH is the main non-protein sulfhydryl group found in mammalian cells. It´s usually in a concentration of 1 to 10 mM, whereas GSSG is found at a concentration of 10 to 100 times lower (Rossi et al. 1995; Griffith, 1999). GSH acts by disabling free radicals, maintaining the cellular redox status and defending the body against xenobiotics (Meister, 1995a). The activation of the antioxidant defense system, including increased activity of antioxidant enzymes, during situations of metabolic depression is called \"preparation for oxidative stress (Hermes-Lima et al., 1998). This activation protects the body during hypometabolism and during recovery of a possible situation of oxidative stress. The objectives of this study were: to analyze the possible response during a cycle of anoxia and reoxygenation of the antioxidant defense system of Helix aspersa with reduced levels of total glutathione (GSH-eq) and to examine the release of ROS in isolated mitochondria from Helix aspersa in aestivation. The metabolism of GSH presented itself in our study as an important factor in maintaining the redox balance of Helix aspersa during anoxia and reoxygenation, dealing with a probable increase in ROS production during reoxygenation. And during aestivation, it was demonstrated that the digestive gland mitochondria of Helix aspersa released more H2O2 in vitro. This increased release of ROS in mitochondria may be related to induction of antioxidant responses that occur during aestivation in terrestrial gastropods in several studies (Hermes-Lima & Storey, 1995; Ramos-Vasconcelos & Hermes-Lima, 2003, Ramos- Vasconcelos et al., 2005)

Muitos metais como alumínio e manganês, quando adicionados nas águas pela atividade antrópica, podem produzir efeitos deletérios nos organismos. Estes metais causam alterações no sistema fisiológico, como alterações metabólicas, respiratórias, além de serem capazes de aumentar a produção das espécies reativas de oxigênio (EROs), o que podem alterar a atividade das enzimas antioxidantes que atuam no estresse oxidativo. O presente estudo investigou se a exposição aguda por 24 e 96 horas ao alumínio (Al) e manganês (Mn) em pH ácido, de forma isolada ou combinada (Al+Mn), são capazes de causar estresse oxidativo em machos sexualmente maduros de Astyanax altiparanae, e também verificou se 96 horas em água livre de metais, eram suficientes para que estes animais se recuperassem dos possíveis efeitos deletérios destes metais. A exposição ao pH ácido alterou os níveis da atividade da SOD branquial no período agudo (96h) e a atividade desta enzima não retornou aos níveis do controle no período de recuperação. A exposição ao Al aumentou a concentração de GSH (24h) nas brânquias no período agudo, retornando aos níveis do controle (96h). O Mn não alterou os níveis dos parâmetros de defesas estudados, no entanto isso ocasionou ao aumento de malondialdeído (MDA) nas células, acarretando em peroxidação lipídica. Os animais expostos ao Al+Mn combinados apresentaram diversas variações, aumentando a concentração de GSH e atividade GPx no período agudo nas brânquias. Apesar da tentativa de defesa no período agudo, o período de recuperação apresentou alterações na atividade da catalase (96h), aumento da metalotioneína (24h) e altos níveis de lipoperoxidação (96h) hepática. Os metais estudados, independentemente do pH ácido, podem ser considerados indutores do estresse oxidativo em machos de A. altiparanae, influenciando na atividade enzimática e ocasionando alterações fisiológicas que podem interferir na reprodução. Os resultados obtidos no presente estudo ajudarão a entender os mecanismos de estresse oxidativo induzido pelos metais (Al e Mn) e sua possível influência na reprodução de A. altiparanae / Many metals such as aluminum and manganese, when added in the waters by human activity, can produce deleterious effects in organisms. These metals cause changes in the physiological system, such as metabolic, respiratory disorders, as well as being able to increase the production of reactive oxygen species (ROS), which can alter the activity of antioxidant enzymes that act on oxidative stress. This study investigated whether acute exposure for 24 and 96 hours to aluminum (Al) and manganese (Mn) in acidic pH, isolated or combined (Al + Mn), are able of causing oxidative stress in sexually mature Astyanax altiparanae males, and also if the exposition for 96 hour in free metal water was enough for these animals to recover from the possible deleterious effects of these metals. The acidic pH altered levels of gill SOD activity in the acute period (96 hours) and the activity of this enzyme did not return to control levels during the recovery period. The exposition to Al increased the GSH levels (24h) in the gills in the acute period, returning to control levels (96h). The exposition to Mn did not alter the levels of the studied defence parameters, however this led to an increase in cell MDA (malondialdehyde), resulting in lipid peroxidation. The animals exposed to Al + Mn combined presented several variations in the measured parameters, increasing the concentration of GSH and GPx activity in the acute period (24h) in the gills. Despite the defence attempt in the acute period, the recovery period showed changes in catalase activity in the liver (96h), increased hepatic metallothionein (24h) and higher levels of hepatic lipid peroxidation (96h). The metals studied, irrespective of water at acid pH, they can be considered inducers of oxidative stress in A. altiparanae males influencing enzyme activity and causing physiological changes that can interfere with reproduction. Our findings will help to understand the mechanisms of oxidative stress induced by metals (Al and Mn), and its effects in A. altiparanae reproduction

Estudos envolvendo cultura de células, animais e humanos tem sido extensivamente aplicados no monitoramento da aterosclerose, visando seu controle ou mesmo reversão. Entre os modelos animais atualmente utilizados, tem-se observado uma resposta adequada à indução de dislipidemia e inflamação, porém elevada resistência à indução de estresse oxidativo. Uma alternativa para superar essa limitação seria a ingestão de dietas contendo ácidos graxos oxidados. Entretanto, os estudos que investigaram o efeito do consumo de peróxidos e produtos secundários da oxidação lipídica na progressão da aterosclerose têm mostrado resultados inconclusivos. Portanto, o objetivo deste estudo foi de alterar um modelo animal de referência para desenvolvimento de aterosclerose, visando elevar a variação de biomarcadores de estresse oxidativo, através do consumo crônico de ácidos graxos poli-insaturados parcialmente oxidados, em concentrações naturalmente presentes na dieta humana. Camundongos \"knockout\" para receptores LDL (C57BL/6), foram divididos em 4 grupos experimentais. Todos os grupos receberam uma dieta hiperlipídica modificada composta por 30% de lipídios durante 90 dias. Três níveis de oxidação foram induzidos no óleo de linhaça, representando neste estudo um nível baixo, moderado e elevado, caracterizados por uma concentração de hidroperóxidos de 2,47 ± 0,02 (LOW), 3,87 ± 0,04 (MED) e 4,69 ± 0,04 meq LOOH/Kg (HIGH), respectivamente. O grupo que recebeu a ração LOW pode ser considerado o grupo controle negativo, pois o óleo utilizado na formulação de sua ração não sofreu o processo de oxidação. O quarto grupo recebeu a dieta LOW, além da indução de diabetes mellitus do tipo 1 através de estreptozotocina no inicio do estudo sendo esse o grupo controle positivo (CONT+). O óleo de linhaça pré-oxidado utilizado no preparo das rações foi mantido a 4ºC. A peletização das rações alterou a concentração dos marcadores primários e secundários, porém de forma proporcional, mantendo assim a diferença entre os três níveis. O grupo CONT+ apresentou menor ganho de peso que os demais. Nenhuma diferença foi observada entre os grupos em relação ao perfil lipoproteico. Os grupos CONT+ e HIGH apresentaram menor concentração de ácidos graxos no fígado, em especial de ácidos graxos poli-insaturados. Igualmente, ambos os grupos CONT+ e HIGH apresentaram maior concentração de MDA hepático que os grupos MED e LOW, sugerindo um aumento do estresse oxidativo decorrente da ingestão de ácidos graxos poli-insaturados parcialmente oxidados. O grupo HIGH também apresentou um aumento da espessura da parede vascular e do tamanho do lúmen da aorta. Este perfil de resultados sugere que a ingestão crônica de ácidos graxos poli-insaturados parcialmente oxidados contribui para o aumento do estresse oxidativo em camundongos LDLr (-/-), promovendo um aumento na concentração de MDA hepático similar àquele obtido com modelos que utilizam formas mais agressivas de indução. Considerando-se a tendência de aumento no consumo de ácidos graxos poli-insaturados Omega 3, os resultados deste estudo realizados com o óleo de linhaça apontam para a necessidade controle da estabilidade oxidativa desses óleos durante seu processamento e armazenamento, visto que níveis moderados de oxidação já poderiam apresentar potencial aterogênico. / Studies involving cell culture, animals and humans have been extensively applied in the monitoring of atherosclerosis, aiming its control or even this reversal. Among the animal models, it has been observed an appropriate response to the induction of dyslipidemia and inflammation, but a high resistance to oxidative stress induction. An alternative to overcome this limitation would be by the intake of diets containing oxidized fatty acids. However, studies that investigated the effect of consumption of peroxides and secondary products of lipid oxidation in the progression of atherosclerosis have shown controversial results. Therefore, the aim of this study was to alter an animal model for the development of atherosclerosis, aiming to raise the variation in biomarkers of oxidative stress through chronic consumption of polyunsaturated fatty acids partially oxidized under concentrations naturally present in the human diet. LDL receptor \"knockout\" mice (C57BL / 6) were divided into 4 experimental groups. All groups received a modified fat diet containing 30% fat for 90 days. Three levels of oxidation were induced in flaxseed oil, representing low, moderate and high levels, characterized by a hydroperoxide concentration of 2.47 ± 0.02 (LOW), 3.87 ± 0.04 (MED) and 4.69 ± 0.04 LOOHs meq / kg (HIGH), respectively. The fourth group received the LOW diet, beyond diabetes mellitus type 1 through induction by streptozotocin at baseline (CONT +). The pre-oxidized flaxseed oil used to prepare the diets was maintained at 4 °C. The pelletization changed the concentration of primary and secondary products, but proportionally, maintaining the difference between the three levels. CONT + group showed less weight gain than the others. No differences were observed between groups in relation to the lipoprotein profile. The CONT + and HIGH groups showed lower concentration of fatty acids in the liver, especially polyunsaturated fatty acids. In addition both CONT+ and HIGH groups showed higher concentrations MDA in the liver than MED and LOW groups, suggesting increased oxidative stress resulting from the intake of polyunsaturated fatty acids partially oxidized. The HIGH group also showed an increase in the thickness of the vascular wall and the size of the aorta lumen. This profile suggests that the chronic ingestion of partially oxidized polyunsaturated fatty acids contributes to increase oxidative stress in mice LDLr (-/-) , similar to that obtained with models using more aggressive forms of induction. Considering the trend of increased consumption of polyunsaturated fatty acids Omega 3, the results of this study conducted with flaxseed oil highlight to the need of controlling the oxidative stability of these oils during processing and storage, since moderate oxidation levels already present atherogenic potential.

O proteassomo é uma protease intracelular multimérica e multicatalítica responsável pela degradação de proteínas envolvidas no controle do ciclo celular, processos de sinalização, apresentação antigênica e no controle de síntese proteica. Ele é constituído por uma unidade catalítica central denominada 20S (20SPT) e por unidades regulatórias (19S) acopladas em uma ou ambas as extremidades para formar o 26S (26SPT). O 26SPT reconhece e direciona os substratos poliubiquitinados para a proteólise por um mecanismo dependente de ATP. Entretanto, o 20SPT também é ativo quando dissociado de unidades regulatórias, degradando proteínas independentemente de poliubiquitinação e consumo de ATP. Proteínas modificadas oxidativamente e outros substratos são degradados desta maneira. O 20SPT é composto por dois anéis heptaméricos centrais (&beta;) onde estão localizados os sítios catalíticos e por dois anéis heptaméricos externos (&alpha;) que são responsáveis pela abertura da câmara catalítica. Anteriormente, foi observado pelo grupo que o 20SPT da levedura S.cerevisiae sofre S-glutatiolação na subunidade &alpha;5 nos resíduos de Cys76 e Cys221. Assim, foram obtidas neste projeto linhagens de levedura S. cerevisiae portando mutações sítio-específicas na subunidade &alpha;5 do 20SPT (&alpha;5-C76S ou &alpha;5-C221S), e posteriormente, ensaios comparativos quanto às consequências estruturais e funcionais dessas mutações foram realizados. Observamos um aumento na capacidade/velocidade de degradação nas atividades peptidásicas e proteolíticas da mutante C221, e também que, a população de proteassomo isolada dessa linhagem apresenta maior proporção da forma aberta da câmara catalítica, sendo esta imediatamente fechada pela remoção da glutationa do 20SPT na presença de DTT. Resultados opostos foram observados na linhagem mutante C76. Identificamos por espectrometria de massas o resíduo C76 do 20SPT glutationilado na mutante C221. Os ensaios fenotípicos mostraram um aumento da longevidade e resistência ao estresse oxidativo da C221, enquanto que a linhagem C76 mostrou uma dificuldade no crescimento. Contudo, a S-glutationilação do 20SPT é uma modificação química pós-traducional reversível de ocorrência fisiológica dependente do estado redox celular, e, o presente trabalho discute a modulação da câmara catalítica do 20SPT através da S-glutationilação de dois resíduos de cisteína localizados na subunidade &alpha;5, e as consequências desta modificação na função proteassomal / The proteasome is a multimeric and multicatalytic intracellular protease responsible for the degradation of proteins involved in cell cycle control, signaling processes, antigen presentation, and control of protein synthesis. It comprises a central catalytic unit called 20S (20SPT) and regulatory units (19S) coupled at one or both ends to form 26S (26SPT). The 26SPT recognizes and directs polyubiquitinylated substrates targeted for proteolysis by an ATP-dependent mechanism. However, 20SPT is also active when dissociated from regulatory units, degrading proteins by a process independent of polyubiquitinylation and ATP consumption. Oxidatively modified proteins and other substrates are degraded in this manner. The 20SPT comprises two central heptamerics rings (&beta;) where are located the catalytic sites and two external heptamerics rings (&alpha;) that are responsible for proteasomal gating. Previously, it was observed by our group that the 20SPT of yeast S. cerevisiae is modified by S-glutathionylation in the residues Cys76 and Cys221 of the &alpha;5 subunit. Thus, were obtained in this project strains of the S. cerevisiae carrying site-specific mutations in the &alpha;5 subunit of the 20SPT (&alpha;5-C76S or &alpha;5-C221S), and comparative assays as the structural and functional consequences of these mutations were performed. We observed an increase in capacity/speed of degradation in peptidase and proteolytic activity in the C221 strain and also that, the isolated population of the proteasome this strain presents the highest frequency of open catalytic chamber conformation, which is immediately closed by the removal of glutathione of the 20SPT in the presence of DTT. Opposite results were observed in the C76 strain. We identified by mass spectrometry the C76 residue of the 20SPT glutathionyilated the C221 mutant. Phenotypic assays show an increased longevity and resistance to oxidative stress of C221, while the C76 strain showed a difficulty in growth. However, the S-glutathionylation of the 20SPT is a reversible post-translational chemical modification of physiological occurrence dependent on the cellular redox state, and this project discusses the modulation of the catalytic chamber of 20SPT via S-glutationylation of the two cysteine residues located the &alpha;5 subunit, and the consequences of this change in proteosomal function

As dietas intermitentes (IF) compreendem ciclos alternados de 24 horas de jejum e alimentação. Como os efeitos de IF sobre o balanço redox não são bem conhecidos, esse trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos desta dieta sobre o estado redox de diferentes tecidos de ratos. Após um mês de tratamento, os fígados dos ratos em IF apresentaram um aumento de capacidade respiratória mitocondrial juntamente com níveis elevados de proteínas carboniladas. Verificou-se ainda um aumento em danos oxidativos no cérebro destes animais. IF promoveu significativa proteção contra danos oxidativos no coração, enquanto que não houve alterações no estado redox do músculo esquelético. Os efeitos metabólicos de IF também foram investigados com o intuito de compreender os mecanismos envolvidos com o menor peso e a hiperfagia promovidos por esta intervenção. Observou-se que o menor peso dos ratos submetidos à IF é consequência de um aumento em taxas metabólicas em dias de alimentação somado à oxidação lipídica aumentada durante o jejum. A hiperfagia, por sua vez, é consequencia de elevação nos níveis de neurotransmissores orexigênicos hipotalâmicos, mesmo quando estes animais estão alimentados. Os níveis do neutransmissor TRH também foram modulados por esta dieta, o que pode estar relacionado com as alterações de taxas metabólicas observadas no modelo. Concluímos, portanto, que as dietas intermitentes promovem modificações funcionais no hipotálamo que estão associadas com diferenças no peso corpóreo e no apetite. Além disso, IF afeta o balanço redox de forma tecido específica, levando a um desbalanço oxidativo no fígado e no cérebro e à proteção contra danos oxidativos no coração. / Intermittent fasting (IF) is a dietary intervention that comprises 24 hour cycles alternating ad libitum feeding and fasting. We address here the effects of IF on redox state in different tissues, which are still poorly understood. After one month on the diet, IF rats livers presented increased mitochondrial respiratory capacity along with increased levels of protein carbonyls. Surprisingly, IF animals also presented an increase in oxidative damage in the brain. Conversely, IF promoted a substantial protection against oxidative damage in the heart. No difference in redox homeostasis was observed in the skeletal muscle. We also assessed metabolic effects of IF to uncover the mechanisms involved in the lower body mass and loss of feeding control in IF rats. As measured calorimetrically, IF animals presented high metabolic rates during feeding days and increased lipid oxidation on fasting days, which explains the lower body weight. IF-induced overeating was a consequence of increased expression of hypothalamic orexigenic neurotransmitters, even on feeding days. THR levels also were changed, in parallel with the feeding-dependent alterations on metabolic rates. Overall, we find that intermittent fasting promotes functional hypothalamic alterations associated with differences in body weight and appetite. In addition, IF affects redox balance in a tissue-specific manner, leading to redox imbalance in the liver and brain, as well as protection against oxidative damage in the heart

Orientador: Ricardo Antunes de Azevedo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_LucasAnjos_D.pdf: 2069083 bytes, checksum: 2b128cf16852d48afca928d3b9b12200 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Um dos grandes problemas de poluição ambiental é a contaminação do solo e corpos d¿água com metais pesados. Alguns desses elementos não possuem funções metabólicas e são extremamente tóxicos podendo levar o organismo à morte. Com o aumento de atividades industriais e o manejo inapropriado de resíduos que contenham esses elementos, a quantidade e disponibilidade de metais pesados no solo aumentam consideravelmente assim, se tornando um problema sério. O cádmio (Cd) é um metal pesado que não possui função metabólica e é altamente tóxico. Técnicas de engenharia para remediação de solos contaminados por metal pesado são utilizadas, mas geralmente trazem outros impactos ao meio ambiente. Assim, a fitorremediação é uma técnica que utiliza plantas para remediar solos contaminados com metais pesados, utilizando a capacidade de absorção e acumulação do elemento em tecidos vegetais, dessa forma sendo caracterizada como uma opção ambientalmente adequada. No entanto, poucas plantas que produzem altas quantidades de biomassa têm sido estudadas para utilização nessa fitotecnologia. Dessa maneira, esse estudo buscou caracterizar a resposta de Dolichos lablab L. ao Cd, uma leguminosa forrageira tolerante aos estresses por salinidade e seca. Realizamos a avaliação do potencial fitorremediador para solos contaminados com Cd, a caracterização da resposta da via antioxidativa enzimática e perfil proteico. Observamos que Dolichos lablab L. pode ser utilizada como fitoestabilizadora de Cd em solos cujo grau de contaminação seja moderado, até 5 mg kg-1; observamos, também, que a resposta do sistema antioxidante é tecido específica, sendo a resposta radicular mais eficiente que a resposta foliar; por meio da análise do proteoma de Dolichos lablab L. expostas ao Cd, observamos que enzimas envolvidas no metabolismo de carboidratos e metabolismo energético são, frequentemente moduladas positivamente e proteínas relacionadas à resposta a estresses abióticos diversos são induzidas tanto em raízes quanto em folhas / Abstract: One of the major problems of environmental pollution is the contamination of soil and water bodies with heavy metals. Some of these elements do not have metabolic functions and are extremely toxic and can lead organisms to death. With the increase of industrial activities and inappropriate management of waste containing these elements, the amount and availability of heavy metals in the soil greatly increased, thus becoming a serious problem. Cadmium (Cd) is a heavy metal that has no metabolic function and is highly toxic. Engineering techniques for remediate heavy metals contaminated soils are used, but usually bring other environmental impacts. Thus, phytoremediation is a technique that uses plants for remediating heavy metals contaminated soil, using the plant ability to uptake and accumulate the toxic element in plant tissues, thus being characterized as an environmentally friendly option. However, few plants that produce high amounts of biomass have been studied to be used in this phytotechnology. Thus, this study aimed to characterize the response of Dolichos lablab L. to Cd, a leguminous plant used as forage that is tolerant salt and drought stresses. We performed the evaluation of the potential use for phytoremediation of Cd-contaminated soil, the characterization of the antioxidant pathway response and protein profile. We observed that Dolichos lablab L. can be used for Cd phytoestabilization in soils with a moderate degree of contamination, up to 5 mg kg-1; we also observed that the enzymatic antioxidant response is tissue specific, being root response more efficient than that of foliar; by the proteome analysis of Dolichos lablab L. under Cd stress, we observed that enzymes related to carbohydrate and energetic metabolisms are, frequently, up regulated and that proteins related to abiotic stress response are up regulated in both roots and leaves / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal