A proteína de choque térmico de 70kDa (HSP70) é uma chaperona fundamental nos processos de reparo celular, não apenas em condição de hipertermia como também em outras alterações metabólicas. O exercício físico é capaz de induzir a síntese de HSP70 uma vez que estimula o metabolismo oxidativo aumentando a produção de espécies reativas de oxigênio. O presente estudo teve como objetivo avaliar o perfil antropométrico e nutricional de mulheres atletas de handebol, além de investigar se existe correlação entre os níveis de estradiol e o estado redox com o imunoconteúdo de HSP70 em linfócitos do plasma, no decorrer de um ano de treinamento físico. O estudo iniciou com a participação de 47 jogadoras, sendo que trinta atletas (entre 12 e 24 anos) cumpriram todas as etapas e foram incluídas na análise. As coletas foram realizadas em três períodos distintos: início, metade (após 4 meses de treino) e final da temporada de treinos. As atletas foram divididas em dois grupos de acordo com os níveis de estradiol: Estradiol Baixo (EB) (≥30 pg·mL-1) e Estradiol Normal (EN) (30–330 pg·mL-1). Neste estudo não observamos diferença na atividade da superóxido dismutase (SOD), no conteúdo de proteínas oxidadas, nem nos níveis de HSP70 extracelular (eHSP70), em nenhum período do estudo. A atividade da catalase (CAT) aumentou na metade da temporada no grupo EN. Foram observados menores níveis de grupamentos tiós reduzidos (SH) no grupo EN e menores níveis de peroxidação lipídica (TBARS) na metade e no final da temporada em ambos os grupos, havendo uma correlação inversa significativa entre o consumo de vitamina C e os níveis de dano oxidativo a lipídios. O imunoconteúdo de HSP70 intracelular (iHSP70) no grupo EN aumentou na metade e no final da temporada, enquanto que no grupo EB o conteúdo de iHSP70 mostrou-se elevado desde o início da temporada. Nossos resultados sugerem que o estradiol plasmático pode ter um importante papel na proteção ao dano oxidativo, e que os níveis de iHSP70, proteína considerada um biomarcador de inflamação, pode ser alterado tanto pelo estradiol, quanto pelo estresse oxidativo induzido pelo exercício. / The heat shock protein of 70kDa (HSP70) is a chaperone essential for cellular repair processes, not only on the condition of hyperthermia, but also in other metabolic challenges. Physical exercise is capable to induce an increase in the HSP70 synthesis once it augments oxidative metabolism increasing production of reactive oxygen species. In the current study we investigated whether a relationship between estradiol levels and parameters related to the redox environment and the immunocontent of HSP70 in lymphocytes and plasma of women handball players throughout 1 year a year of physical training, as well as anthropometric profile and nutritional status. Forty-seven female handball athletes (12 – 24 years old) started participating in the study and thirty completed all stages of the research, and were included in the study. The samples were taken at three different periods: Season beginning, mead-season (after four months of training) and season end. The athletes were divided into two groups according to levels of estradiol: low estradiol (≥30 pg·mL-1) (LE) and normal estradiol (30–330 pg·mL-1) (NE). In this study no changes were detected in SOD activity, protein carbonyl and extracellular HSP70 (eHSP70) in any study period. Catalase (CAT) activity increased in the middle of the season in NE group. Lower levels of reduced thiol (SH) were observed in the NE group and lower levels of uric acid in both groups (LE and NE) at the end of the season. The levels of thiobarbituric acid reactive species (TBARS) were lower in the middle and end of the season in both groups, e found a significant inverse correlation between the consumption of vitamin C and lipid peroxidation (TBARS). The immunocontent of intracellular HSP70 (iHSP70) in the NE group increased in the middle and the end of the season, whereas in group LE, iHSP70 was higher since the beginning of the season. Our results suggest that estradiol plasma levels can play an important role throughout the exercise training season and that the iHSP70, a biomarker of inflammation, is affected by both estradiol and oxidative stress induced by exercise.

Introdução: Os pacientes em diálise apresentam elevada mortalidade devido aos problemas cardiovasculares. Sabe-se que o exercício físico intradialítico produz benefícios físicos, fisiológicos e funcionais nesta população, porém poucos estudos analisam os efeitos bioquímicos referentes à inflamação e ao estresse oxidativo que são fatores de risco cardiovascular. Objetivo geral: Avaliar os efeitos de um programa de fortalecimento muscular periférico intradialítico, sobre a força muscular, parâmetros bioquímicos de inflamação e estresse oxidativo e na qualidade de vida. Métodos: Ensaio clínico controlado randomizado aberto, com uma amostra de 23 pacientes, separados em grupo controle (GC) e grupo intervenção (GI). Ambos os grupos realizaram teste de força muscular (1RM) para quadríceps, exames bioquímicos de inflamação (proteína C-reativa) e estresse oxidativo (malondialdeído e carbonilas) e questionário de qualidade de vida (KDQOL) pré e pós-intervenção. O programa constituiu-se de alongamento e fortalecimento muscular de membros inferiores utilizando 50% de 1RM, durante 30 minutos na frequência de três vezes semanais durante 12 semanas (3 meses). Os materiais utilizados foram faixas elásticas, bola soft e caneleiras de cargas variadas. Após este período ambos os grupos foram reavaliados. As análises foram realizadas no programa software SPSS versão 17 sendo utilizado o método Equações de Estimativas Generalizadas (Generalized Estimating Equations - GEE) para análise estatística dos resultados. Resultados: O GI apresentou melhora significativa na força muscular periférica (p<0,001); em alguns escores do KDQOL (saúde geral, suporte social, saúde mental, efeitos da DRC), porém em relação a proteína C-reativa, malondialdeído e carbonilas não houve resultados significativos. Conclusão: O programa de fortalecimento muscular para os membros inferiores foi eficaz para o ganho de força e melhora da qualidade de vida, mas não alterou os parâmetros referentes ao estresse oxidativo e inflamação.

Mutações germinativas no gene TP53 estão associadas com a Síndrome de Li-Fraumeni e sua variante, a Síndrome de Li-Fraumeni-Like, ambas doenças autossômicas dominantes caracterizadas pela predisposição a múltiplos tumores em idade precoce. Recentemente p53 foi descrita como uma proteína com funções antioxidantes, atuando na manutenção da estabilidade genômica. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar parâmetros de estresse oxidativo em sangue periférico de indivíduos portadores da mutação germinativa TP53 p.R337H em comparação com indivíduos não portadores da alteração. Foi verificado que a atividade eritrocitária da enzima GPx, uma importante defesa antioxidante, diferiu significativamente entre portadores e não portadores da mutação, com um aumento da atividade nos primeiros (p=0.048). O conteúdo de grupamentos carbonila e de malondialdeído, indicadores de dano à proteína e a lipídios, respectivamente, também foram significativamente maiores no grupo dos portadores (p=0.04 e p<0.0001). Por fim, indivíduos portadores da mutação apresentaram um aumento no estado antioxidante total, mas uma diminuição no conteúdo de ácido ascórbico em plasma. Nossos resultados apontam para alterações da função antioxidante de p53 em indivíduos portadores da mutação germinativa TP53 p.R337H, independentemente da idade e do diagnóstico prévio de um tumor. Estas alterações podem estar diretamente relacionadas à predisposição ao câncer neste grupo de pacientes. / Germline mutations in the TP53 gene are the underlying genetic defect of Li-Fraumeni Syndrome (LFS) and its variant, Li-Fraumeni-like (LFL) Syndrome, autosomal dominant disorders characterized by predisposition to multiple early-onset cancers. More recently, p53 is emerging as an important player in redox metabolism and important enzymes involved in defenses against oxidative stress have shown to be regulated by p53, including glutathione peroxidase 1 (GPX1) and mitochondrial superoxide dismutase 2 (SOD2). The aim of the present study was to investigate the redox profile parameters in blood of p.R337H mutation carriers and non-carriers individuals. A total of 34 individuals were included in the study and they were divided in two groups: mutation carriers (C) (n=17) and non-carriers (NC) (n=17). Erythrocyte GPx activity, an important enzymatic antioxidant defense, differed significantly between carriers and non carriers, with an increased activity in the latter (p = 0.048). Plasma Carbonyl content, an indicative of protein damage related to ROS overgeneration, was also increased in carriers (p = 0.04). Furthermore, an association between malondialdehyde (MDA, a lipidic peroxidation product) levels and mutation status was found in plasma. Mutation carriers had a four-fold increase in MDA levels (C= 40.20 ± 2.84, NC=160.5 ± 3.64, p < 0.0001) when compared to non carriers. Finally, mutation carriers showed an increased total antioxidant status (TAS), but a decrease in the Vitamin C content in plasma, when compared to non-carriers. Our findings suggest that TP53 p.R337H mutation carriers present an imbalance in oxidative metabolism parameters, which could be directly related to the pathophysiological mechanisms of cancer predisposition in these individuals.

A hipóxia-isquemia (HI) encefálica é uma das causas mais frequentes de lesões graves com comprometimento crônico das capacidades neurológicas e também de óbito neonatal do mundo. A HI cerebral resulta em alterações hemodinâmicas, bioquímicas e neurofisiológicas como uma consequência direta da falta de oxigênio e glicose. Esses processos podem levar a um dano cerebral por meio da ativação de mecanismos citotóxicos e apoptóticos, que causam prejuízo e morte à célula. Recentemente, alguns estudos mostraram que os danos gerados pela HI neonatal apresentam dimorfismo sexual. Na presente tese, foram avaliados os efeitos da HI neonatal sobre parâmetros de estresse oxidativo e de dano celular após a lesão encefálica em machos e fêmeas a fim de se detectar a contribuição do dimorfismo sexual para a lesão. Foi observado que a HI aumentou a produção de radicais livres causando peroxidação lipídica, e também aumentou a atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase (1h e 2h após a HI). Além disso, a HI inibiu a atividade da enzima Na+, K+-ATPase imediatamente após a lesão. Estes dados demonstram que a HI foi capaz de induzir o estresse oxidativo e levar à perda de homeostase celular através da alteração no controle da bomba de Na+ e K+ no encéfalo dos neonatos após a lesão. Tendo em vista que a mitocôndria é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (EROs) na célula nós investigamos os efeitos da HI sobre a função mitocondrial. Machos e fêmeas expostos à HI apresentaram diminuição na atividade do complexo II da cadeia respiratória em hipocampo, além de diminuição da massa e do potencial de membrana (Δψ) mitocondrial tanto no córtex quanto no hipocampo, 2h após o insulto. Por outro lado, em 18h, a atividade dos complexos (I-III, II e IV) da cadeia respiratória mostrou uma inibição severa que foi acompanhada de diminuição de massa e Δψ mitocondrial em ambos os sexos, exceto pelo fato dos machos não apresentarem diminuição na massa mitocondrial. Esses dados mostram que a formação de espécies reativas bem como a peroxidação lipídica ocorre provavelmente devido à inibição da atividade dos complexos da cadeia respiratória. Tão importante quanto a disfunção mitocondrial induzida pela HI, os resultados apontam a presença de dimorfismo sexual neste parâmetro avaliado, uma vez que as fêmeas, além de apresentarem uma atividade dos complexos da cadeia respiratória per se maior quando comparadas aos machos, elas mostraram-se mais vulneráveis ao dano da HI. Com a finalidade de identificar a possível contribuição da autofagia para as diferentes alterações mitocondriais encontradas em machos e fêmeas, a atividade autofágica foi mensurada nos neonatos 18h após a lesão. Nós constatamos que as alterações encontradas – estresse oxidativo e disfunção mitocondrial – foram capazes de induzir a atividade autofágica. Entretanto esta se manifestou de forma distinta em córtex e hipocampo e também de maneira diferente em machos e fêmeas. No córtex, as fêmeas submetidas à HI tiveram aumento no número de autofagossomos (ativação da autofagia), porém diminuição dos autolisossomos, demonstrando uma possível inibição de algum passo final do processo. Já no hipocampo, os machos submetidos à HI tiveram indução da autofagia e as fêmeas apresentaram um aumento per se da atividade autofágica tanto nos animais controle quanto nos HI. É possível que o aumento das EROs pela cadeia respiratória e a perda de Δψ mitocondrial tenham induzido a autofagia após a lesão causada pela HI no encéfalo dos neonatos. Essas diferenças sexo-específicas são importantes não somente para entendermos o mecanismo de dano causado pelo insulto, mas também para direcionarmos os estudos sobre as estratégias terapêuticas de acordo com o sexo do indivíduo afetado. / Brain hypoxia-ischemia (HI) is one of the most common causes of severe chronic impairment of neurological abilities and also neonatal death in the world. Brain HI results in hemodynamic, biochemical and neurophysiological changes as a direct consequence of oxygen and glucose absence. These processes can lead to brain damage through activation of cytotoxic and apoptotic mechanisms, which cause injury and death to the cell. Recently, some studies have shown that the damage caused by neonatal HI presents sexual dimorphism. In this thesis, it was evaluated the effects of neonatal HI on oxidative stress parameters and cell damage after brain lesion in males and females to verify sexual dimorphism contribution to the lesion. It was observed that HI increased free radicals production leading to lipid peroxidation and also increased superoxide dismutase activity (1h and 2h after HI). Besides, HI inhibited Na+, K+-ATPase activity immediately after injury. These data demonstrated that HI was able to induce oxidative stress and lead to cell homeostase loss through modifications on Na+ and K+ pump control in neonatal brain after injury. Considering that mitochondria are the main source of reactive oxygen species (ROS) in cell we investigated the effects of HI on mitochondrial function. Males and females exposed to HI showed a decrease in complex II activity of hippocampal respiratory chain in addition to diminished mass and mitochondrial membrane potential (Δψ) in both cortex and hippocampus, 2h after insult. On the other hand, at 18h activity of respiratory chain complexes (I-III, II e IV) showed a severe inhibition that was accompanied by a decrease of mitochondrial mass and Δψ in both sexes, except that males do not show decrease in mitochondrial mass. These data demonstrated that reactive species formation and lipid peroxidation probably occur due to inhibition of respiratory chain complexes activities. Just as important as mitochondrial dysfunction induced by HI, results indicate the presence of sexual dimorphism on this parameter, since females, besides having a higher per se activity of respiratory chain complexes compared to males, they were more vulnerable to HI damage. In order to identify the possible contribution of autophagy to the distinct mitochondrial alterations found in males and females, autophagic activity was measured in neonates 18h after injury. We verify that changes found – namely oxidative stress and mitochondrial dysfunction - were able to induce autophagic activity. However, it manifested differently in cortex and hippocampus and also in males and females. In the cortex, females subjected to HI had an increase in autophagosomes (activation of autophagy), but decreased autolysosomes, showing a possible inhibition of a final step of the process. On hippocampus, males subjected to HI had autophagy induction and females showed a per se increase in autophagic activity in both control and HI animals. It is possible that ROS increased in respiratory chain and loss of mitochondrial Δψ had induced autophagy after lesion caused by HI in the neonatal brain. These sex-specific differences are important not only to understand the mechanism of damage caused by HI insult, but also to direct studies on the therapeutic strategies according to the sex of the affected subject.

A deficiência da desidrogenase das acilas-CoA de cadeia curta / ramificada (SBCAD), também conhecida como deficiência da 2-metilbutiril-CoA desidrogenase, é uma doença de herança autossômica recessiva que afeta o catabolismo da isoleucina. Este distúrbio é bioquimicamente caracterizado pelo acúmulo tecidual e elevada excreção urinária do ácido 2-metilbutírico (2MB) e da 2-metilbutirilglicina (2MBG), além da 2-metilbutirilcarnitina. Apesar de a doença apresentar predominantemente sintomas neurológicos, tais como retardo mental, convulsões e letargia, e imagens de ressonância magnética evidenciarem dano cortical, a fisiopatologia desse distúrbio ainda não foi estudada. Portanto, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos in vitro do 2MB e da 2MBG sobre importantes parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens. Para tanto, foram preparados sobrenadantes de córtex cerebral, os quais foram incubados na ausência ou na presença dos metabólitos em concentrações que variaram de 0,1 a 5 mM por 1 h a 37° C. Após a incubação, alíquotas foram retiradas para a avaliação dos parâmetros bioquímicos. Nossos resultados mostram que a 2MBG, mas não o 2MB, aumentou as substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), sugerindo indução de peroxidação lipídica. A 2MBG também causou oxidação de grupamentos sulfidrilas e reduziu as concentrações de glutationa (GSH), refletindo uma diminuição das defesas antioxidantes, enquanto o 2MB não alterou esses parâmetros. Por outro lado, o 2MB e a 2MBG não alteraram a formação de carbonilas. Além disso, foi verificado que o aumento nos níveis de TBA-RS e a redução nas concentrações de GSH causados por 2MBG foram prevenidos por antioxidantes, indicando que espécies reativas estavam envolvidas nesses efeitos. Ainda foi demonstrado que a redução dos níveis de GSH provocada pela 2MBG não foi devido a uma ação oxidativa direta do metabólito, pois este não alterou o conteúdo de grupamentos tióis de uma solução comercial de GSH na ausência de tecido cerebral. Finalmente, visto que a produção de óxido nítrico não foi alterada por estes metabólitos, presume-se que espécies reativas de oxigênio estejam principalmente envolvidas nos efeitos mediados pela 2MBG. Os resultados sugerem que a 2MBG induz dano oxidativo lipídico e reduz as defesas antioxidantes não-enzimáticas em cérebro de ratos pelo aumento na geração de espécies reativas de oxigênio. Portanto, o estresse oxidativo induzido pela 2MBG pode estar envolvido, pelo menos em parte, na fisiopatologia da disfunção neurológica encontrada nos pacientes afetados pela deficiência da SBCAD. / Short/branched-chain acyl-CoA dehydrogenase (SBCAD) deficiency, also known as 2-methylbutyryl-CoA dehydrogenase deficiency, is an autosomal recessive disorder of isoleucine metabolism. This disorder is biochemically characterized by high tissue accumulation and urinary excretion of 2-methylbutyrylglycine (2MBG) and 2-methylbutyric acid (2MB), as well as 2-methylbutyrylcarnitine. Although patients present predominantly neurological symptoms, such as mental retardation, seizures and lethargy, and magnetic resonance imaging reveals cortical damage, the pathophysiology of this disorder has not been studied. Therefore, this study aimed to investigate the in vitro effects of 2MB and 2MBG on important parameters of oxidative stress in cerebral cortex of young rats. Cortical supernatants were incubated in the absence or in the presence of the metabolites at concentrations ranging from 0.1 to 5 mM for 1 h at 37° C. Our results show that 2MBG, but not 2MB, increased thiobarbituric acid-reactive substances (TBA-RS), suggesting induction of lipid peroxidation. 2MBG also induced oxidation of sulfhydryl groups and reduced the concentrations of glutathione (GSH), reflecting a decrease of non enzymatic antioxidant defenses, whereas 2MB did not alter these parameters. In contrast, 2MB and 2MBG did not alter carbonyl formation. In addition, increased levels of TBA-RS and reduction of GSH levels induced by 2MBG were prevented by antioxidants, indicating that reactive species were involved in these effects. Furthermore, the reduction of GSH levels induced by 2MBG were not due to a direct oxidative action, since this metabolite did not alter the sulfhydryl content from a commercial solution of GSH in the absence of cerebral tissue. Finally, since nitric oxide production was not altered by these metabolites, it is presumed that reactive oxygen species possibly underlay 2MBG effects. The results suggest that 2MBG induces lipid oxidative damage and reduces non enzymatic antioxidant defenses in rat brain mediated by generation of reactive oxygen species. We can therefore assume that oxidative stress induced by 2MBG is involved, at least in part, in the pathophysiology of neurological dysfunction found in patients affected by SBCAD deficiency.

Quitossomas são lipossomas revestidos por quitosana que representam uma alternativa aos lipossomas convencionais, no sentido de apresentarem uma melhor estabilidade e bioadesividade, características interessantes para formulações destinadas à via cutânea. Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar suspensões de quitossomas contendo diferentes concentrações de melatonina (MEL) e avaliar in vivo a capacidade antioxidante da MEL associada aos quitossomas a partir da incorporação destes em hidrogéis. As suspensões de lipossomas e quitossomas apresentaram diâmetros médios entre 150 nm e 254 nm, índices de polidispersão em torno de 0,4, valores de potencial zeta entre -38 mV e -28 mV, pH em torno de 4,0, teor médio de MEL próximo a 100 % e eficiência de encapsulação entre 31,4 % e 60,8 %. Os resultados obtidos por raios- X a baixo ângulo revelaram a presença de estruturas unilamelares, também observadas nas fotomicrografias de microscopia eletrônica de transmissão. O estudo de estabilidade indicou que, no período de 90 dias, as suspensões de lipossomas apresentaram redução nos valores de diâmetro médio e de polidispersão, mas os valores de potencial zeta e do teor de MEL não sofreram alterações. As suspensões de quitossomas permaneceram estáveis em relação a estes parâmetros. Os resultados obtidos por Turbiscan LAb® foram semelhantes aos resultados demonstrados no estudo de estabilidade. As suspensões de lipossomas, de quitossomas e a solução hidroalcoólica da MEL foram incorporadas em hidrogéis de Natrosol® e apresentaram comportamento reológico pseudoplástico. Os gráficos de Turbiscan LAb® mostraram que os hidrogéis não apresentaram tendência à instabilidade. Os ensaios de estresse oxidativo revelaram uma maior proteção da pele dos camundongos que receberam tratamento tópico com hidrogéis contendo MEL frente aos efeitos deletérios gerados pela radiação UVA, apresentando menores níveis de formação de radicais livres e maiores níveis de tióis totais, comparados ao grupo submetido somente à radiação UV. As peles que receberam tratamento tópico com o hidrogel contendo MEL associada aos quitossomas apresentaram uma maior atividade da superóxido desmutase em relação aos demais tratamentos, indicando uma maior proteção cutânea. / Chitosomes are chitosan coated liposomes that represent an alternative to conventional liposomes since they present a better stability and bioadhesivity, characteristics which are interesting for formulations intented to cutaneous administration. The aim of this work was to prepare and characterize different concentrations of melatonin (MEL) loaded in chitosome suspensions and to evaluate, in vivo, the antioxidant capacity of MEL associated to chitosomes and incorporated in hydrogels. The liposome and chitosome suspensions presented mean diameters between 150 nm and 254 nm, polidispersity indexes around 0.4, zeta potential values between -38 mV and -28 mV, pH values close to 4.0, MEL content close to 100 % and encapsulation efficiency between 34.4 % and 60.8 %. The small angle X-rays analysis revealed the presence of unilamelar structures, also observed by transmission electronic microscopy. The stability studies indicated that, within 90 days, the liposome suspensions had a decrease in mean diameter values and in polydispersity indexes, but no alterations were detected in zeta potentials and MEL content. The chitosome suspensions remained stable in relation to these parameters during 90 days. The Turbiscan LAb® results were similar to those found in the stability studies. The liposome and chitosome suspensions and the hydroalchoholic melatonin solution were incorporated into Natrosol® hydrogels and presented pseudoplastic rheological profiles. The Turbiscan LAb® results showed that the hydrogels did not present instability tendency. The oxidative stress assays revealed an increase in mouse skin protection of those that were treated with hydrogels containing MEL, presenting free radical lower levels and total thiols higher levels compared to the group only submitted to UVA radiation. The skin that received hydrogels containing MEL associated to chitosomes presented higher superoxide dismutase activities compared to the other treatments, indicating a better cutaneous protection.

Introdução: embora a lesão por isquemia e reperfusão (I/R) renal possa ser reduzida por resfriamento, nenhuma análise sistemática in vivo da influência da temperatura foi empregada até o momento para avaliar o efeito de diferentes temperaturas nos danos provocados pela I/R renal. Objetivos: desenvolver um modelo experimental em ratos para avaliar os efeitos da variação local de temperatura (hipotermia renal tópica) nos danos, ou na prevenção destes, provocados por I/R. Além do desenvolvimento do modelo experimental, outro objetivo foi medir o efeito do estresse-oxidativo em diferentes grupos de temperatura no modelo experimental desenvolvido por nós. Métodos: estudo randomizado com ratos Wistar, machos adultos, pesando cerca de 400g, foram randomizados para quatro grupos experimentais com 7 animais em cada grupo. No grupo 1 a temperatura renal tópica foi ambiental; no grupo 2 foi induzida hipotermia local leve (26ºC) através do gotejamento de solução fisiológica resfriada até o alcance da temperatura-alvo; no grupo 3 a hipotermia tópica foi moderada (15ºC); e no grupo 4 a hipotermia profunda (4ºC) foi atingida através da utilização de solução fisiológica congelada (gelo). A temperatura sistêmica foi medida por termômetro retal. Já a temperatura cortical renal foi medida por termômetro com sonda intraparenquimatosa. Após anestesia geral através de injeção intraperitoneal de Ketamina (75mg/Kg) e Xilazina (10mg/Kg), os ratos foram submetidos a canulação retrorbital para obtenção de amostra de sangue antes da laparotomia. A seguir procedeu-se com nefrectomia direita (rim controle, removido logo após a laparotomia e não submetido a I/R ou hipotermia). O rim esquerdo teve interrupção do fluxo arterial ao longo de 40 minutos (isquemia). De acordo com o grupo, o rim era ou não resfriado. O resfriamento era mantido na temperatura alvo até o término dos 40 minutos. O rim era então reperfundido e o abdome era suturado. Os animais permaneciam em gaiola aquecida com água a disposição, mas não alimentos. Após 240 minutos de reperfusão os animais eram reoperados sob nova anestesia geral. O rim esquerdo e o sangue eram coletados, e os ratos eram sacrificados. O rim direito foi considerado o grupo controle, assim como o sangue coletado antes da laparotomia. A avaliação dos desfechos incluiu a medida de catalase (CAT), de superóxido dismutase (SOD), de ácido tiobarbicúrico (TBARS), de nitritos (NO2) e de nitratos (NO3) teciduais, além da medida de F2-isoprostanos (F2IP) plasmáticos. Também foi realizado exame histopatológico renal em hematoxilina-eosina (HE). Resultados: o exame histopatológico revelou que I/R (40’/240’) provocou lesão renal, independentemente da temperatura cortical renal, quando comparado com o grupo controle (P < 0,001). TBARS, um dos produtos da peroxidação lipídica, mostrou aumento em todos os grupos submetidos a I/R, independentemente da temperatura, em relação ao grupo controle. Catalase, enzima protetora contra o estresse oxidativo, mostrou aumento no grupo I/R normotérmico (G1, 37ºC) quando comparado ao grupo controle, indicando mobilização celular de mecanismos protetores intrínsecos. À medida que a temperatura era diminuída no grupo I/R, ocorreu diminuição da catalase em relação ao controle, mas sobretudo em relação ao I/R normotérmico, indicando que a hipotermia foi um mecanismo extrínseco de proteção, dispensando a mobilização da catalase. Foi detectada uma diferença estatisticamente significativa entre o grupo I/R normotérmico (G1, 37ºC) e o grupo submetido à hipotermia profunda (G4, 4ºC), com um P < 0.03. A avaliação dos demais marcadores de desfecho não mostrou diferenças estatisticamente significativas. Conclusões: isquemia renal de 40 minutos seguida de reperfusão por 240 minutos provocou lesão renal com alterações histopatológicas e também em um marcador de estresse oxidativo (TBARS). A avaliação da catalase (CAT) demonstrou que a hipotermia profunda (4ºC) foi provavelmente protetora, embora não tenha havido tradução histopatológica dessa proteção, nesse experimento agudo (240 minutos de reperfusão pós-isquêmica). / Introduction: Hypothermia has been associated with prevention against ischemiareperfusion (I/R) damage, but there is no experimental analysis, in vivo, regarding the role that hypothermia plays on renal injury induced by I/R. Objectives: The aims of this study were to design an animal model and evaluate the impact of predetermined ranges of temperatures on markers of oxidative stress and renal histologic sections. Methods: 28 Wistar male rats, under general anesthesia, undergone laparatomy to collect the right kidney (control group in each animal). The vascular pedicle of the left kidney was clamped during 40 minutes (ischemia). Four temperatures groups were designed, with 7 animals randomized for each group: normothermic (around 37oC), mild local hypothermia (26oC), moderate local hypothermia (15oC) and deep hypothermia (4oC). The systemic body temperature was kept during the operation through the warming of the surgical table. The left kidney cortical temperature was assessed with an intra parenchymal probe connected to a thermometer. For the systemic temperature measurement it was applied a common electronic rectal thermometer. After 40 minutes of ischemia, the left kidney had the vascular clamp removed, and the abdominal wall had been closed in two layers. The animals were kept alive in an incubator for 240 minutes, so they were re-laparotomized, under new anesthesia, and the left kidney was removed. Afterwards it was performed heart puncture in order to collect blood sample for plasmatic f2-isoprostanes. Half of each kidney (right and left, of all animals) had been kept on formalin and sent to pathological evaluation. The tissues stored on the freezer were used to analyze oxidative stress markers: catalase, SOD, TBARS, NO3, and NO2. Results: Core body temperature had not differed significantly between the groups. According to the pathological evaluation, all kidneys that suffered ischemia were significantly more injured than the controls (p < 0.001). No injury was found on the control group (right kidney of each rat). TBARS showed quite similar findings, showing increased levels in all I/R groups compared with the control group (P < 0.001). Concerning the protective enzyme catalase, it was observed an increase of this enzyme on the ischemic normothermic kidney when compared to the control. As the temperature was decreasing, more the catalase was decreasing, reaching a significant statistical difference (P < 0.03) between the ischemic normothermic group (G1, 37ºC) and the deepest hypothermic group (G4, 4ºC). No difference was found on nitrites and nitrates, superoxide dismutase, or on the plasmatic isoprostanes. Conclusion: This model was efficient in produce oxidative stress by I/R. Deep hypothermia has offered protection in this acute experiment (40 min of ischemia followed by 240 min of reperfusion).

A hiperprolinemia tipo II é uma doença autossômica recessiva causada pela deficiência severa na atividade da enzima D1-pirrolino-5-carboxilato desidrogenase, o que resulta em acúmulo tecidual de prolina. Muitos pacientes afetados por essa doença apresentam epilepsia e retardo mental. Embora as manifestações neurológicas sejam encontradas em um considerável número de pacientes hiperprolinêmicos, os mecanismos pelos quais essas ocorrem são pouco compreendidos. Considerando que pouco se sabe a respeito dos altos níveis de prolina no cérebro, os objetivos do nosso estudo foram investigar os efeitos in vivo (agudo e crônico) e in vitro da prolina sobre alguns parâmetros bioquímicos (atividades da acetilcolinesterase e butirilcolinesterase em córtex cerebral e soro de ratos, respectivamente, citocromo c oxidase e Na+,K+-ATPase em córtex cerebral de ratos; captação do glutamato em fatias de córtex cerebral e hipocampo de ratos e hidrólise de nucleotídeos em sinaptossomas obtido de córtex cerebral e em soro de ratos).Também investigamos o efeito do pré-tratamento com as vitaminas E e C ou da administração concomitante desses antioxidantes durante a administração crônica de prolina sobre as alterações causadas pela prolina nos parâmetros de estresse oxidativo, nas atividades da acetilcolinesterase, citocromo c oxidase e Na+,K+- ATPase, na captação do glutamato e no déficit de memória espacial. Em adição, também investigamos o efeito da administração aguda de vitamina E, vitamina C, LNAME e melatonina sobre a alteração causada pela prolina na atividade daacetilcolinesterase, a fim de verificar se esses antioxidantes e o L-NAME seriam capazes de prevenir tal efeito. Os resultados mostraram que a administração aguda de prolina reduziu a atividade da acetilcolinesterase e aumentou a atividade da butirilcolinesterase em homogeneizado e soro de ratos, respectivamente. Verificamos também que a administração aguda e crônica de prolina reduziu a atividade da citocromo c oxidase em córtex cerebral de ratos e que a administração aguda de prolina reduziu a atividade da Na+,K+-ATPase em córtex cerebral de ratos. Além disso, também observamos que a prolina in vitro reduziu a captação do glutamato em córtex cerebral e hipocampo e que a prolina in vivo reduziu a captação do glutamato somente em córtex cerebral. Os efeitos relatados possivelmente ocorreram pela geração de radicais livres, visto que antioxidantes importantes como as vitaminas E e C preveniram esses efeitos, exceto a redução da captação do glutamato. Tais antioxidantes também preveniram o déficit de memória e as alterações de vários parâmetros de estresse oxidativo causados pela prolina, como o aumento da quimiluminescência, a redução do potencial antioxidante total não-enzimático (TRAP) e as alterações nas atividades das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GSH-Px). Cabe ressaltar que a administração aguda de vitamina E, vitamina C, L-NAME e melatonina também preveniu a ação da prolina causada sobre a acetilcolinesterase. Verificamos também que a administração aguda e crônica de prolina alterou a hidrólise de nucleotídeos adenínicos em sinaptossomas de córtex cerebral e em soro de ratos. Nossos resultados, em conjunto, mostram que a hiperprolinemia tipo II causa uma série de alterações neuroquímicas, as quais podemcontribuir para as disfunções neurológicas características da doença. Além disso, se esses resultados também ocorrerem em humanos, nossos dados referentes à utilização de antioxidantes (vitaminas E e C) poderão ser usados como uma estratégia para o tratamento de alguns sintomas associados com a hiperprolinemia tipo II. / Hyperprolinemia type II is an autosomal recessive disorder caused by the severe deficiency of D1-pyrroline-5-carboxylate dehydrogenase activity, resulting mainly in tissue accumulation of proline. Most patients detected so far show epilepsy and mental retardation. Although neurological dysfunction is commonly found in a considerable number of hyperprolinemic patients, the mechanisms by which this occurs are poorly understood. Considering that very little is known about the role of high sustained levels of proline in brain, the geral objective of the present study was to investigate the in vivo (acute and chronic) and in vitro effects of proline on some biochemicals parameters (activities of acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase in cerebral cortex and serum of rats, respectively, cytochrome c oxidase and Na+,K+-ATPase in cerebral cortex of rats; glutamate uptake in cerebral cortex and hippocampus slices of rats and nucleotide hydrolysis in synaptosomes from cerebral cortex of rats and in serum of rats). We also investigated the effect of pretreatment with antioxidants (vitamins E and C) or concomitant administration of these antioxidants during chronic proline treatment on the effects elicited by proline on some parameters of oxidative stress, on the activities of acetylcholinesterase, cytochrome c oxidase and Na+,K+-ATPase, on glutamate uptake and on the deficit of spatial memory. In addition, we also evaluated the influence of acute administration of vitamin E, vitamin C, L-NAME and melatonin on the effects elicited by proline on acetylcholinesterase activity, with the propose to verify if these antioxidants and L-NAME will be able to prevent such effect. The results showed that acute administration of proline reduced acetylcholinesterase activity and increased butyrylcolinesterase activity in homogenate of cerebral cortex and serum of rats, respectively. We also verified that acute and chronic administration of proline reduced the activity of cytochrome c oxidase in cerebral cortex of rats and that acute administration of proline reduced the activity of Na+,K+-ATPase in cerebral cortex of rats. In addition, proline in vitro reduced glutamate uptake in cerebral cortex and hippocampus slices of rats and proline in vivo reduced glutamate uptake just in cerebral cortex. The effects related here possibly occured by the generation of free radicals, since important antioxidants such as vitamins E and C prevented these effects, except the reduction on glutamate uptake. The memory deficit and the alterations on various parameters of oxidative stress caused by proline [increase of chemiluminescence, reduction of total radical-trapping parameter (TRAP) and alterations on the activities of antioxidants enzymes catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSH-Px)] were also prevented by these antioxidants. Acute administration of vitamin E, vitamin C, L-NAME and melatonin also prevented the reduction caused by proline on acetylcholinesterase activity. Besides, we also showed that acute and chronic administration of proline altered the adenine nucleotide hydrolysis in synaptosomes from cerebral cortex of rats and in serum of rats. Our group´s results show that hyperprolinemia type II causes various neurochemical alterations, which may contribute to the neurological dysfunction characteristic of this disease. Furthermore, if these findings also occur in humans, we can suggest that the supplementation with antioxidants should be used as a strategy to the treatment of hyperprolinemia typo II.

A cisteamina (CSH) é um aminotiol redutor formado a partir da via catabólica da coenzima A e é precursora da taurina, um aminoácido abundante no encéfalo e que possui propriedades antioxidantes. A CSH é uma droga depletora de cistina e, quando utilizada precocemente no tratamento da cistinose, retarda a evolução da doença. A cistinose é uma doença metabólica causada pela deficiência do transportador lisossomal de cistina levando à formação de cristais de cistina em diversos órgãos e tecidos, incluindo o sistema nervoso central. Estudos realizados com fibroblastos de pacientes cistinóticos e com células tubulares renais sobrecarregadas com cistina dimetil éster (CDME), um análogo da cistina utilizado para estudar a patogênese da cistinose, sugerem que a apoptose está aumentada nesta doença. Considerando que o estresse oxidativo é um conhecido indutor de apoptose, o objetivo inicial deste estudo foi investigar um possível efeito antioxidante da CSH sobre vários parâmetros de estresse oxidativo em córtex cerebral de ratos jovens. Para os experimentos in vitro, foram utilizados ratos Wistar de 22 dias não tratados e a CSH foi testada nas concentrações finais de 0,25 a 1,0 mM. Os resultados mostraram que a CSH reduziu a lipoperoxidação (LPO), a oxidação do 2′,7′-dihidrodiclorofluoresceina (DCFH), a carbonilação protéica e a atividade da catalase (CAT); e aumentou a atividade da glutationa peroxidase (GSH-Px). No tratamento agudo, ratos de 22 dias de vida receberam três injeções subcutâneas de CSH (0,26 μmol/g de peso corporal), com intervalo de 3 h entre elas e foram mortos 1 h após a última injeção. Os ratos do grupo controle receberam o mesmo volume de solução salina. A CSH reduziu a LPO e a atividade da GSH-Px; e aumentou a carbonilação protéica e a atividade da CAT. A próxima etapa da investigação foi verificar os efeitos da co-administração de CSH sobre os mesmos parâmetros de estresse oxidativo estudados anteriormente em córtex cerebral de ratos submetidos a um modelo experimental de cistinose por administração crônica de CDME. Os animais receberam duas injeções diárias intraperitoneais de CDME (1,6 μmol/g de peso corporal) e/ou subcutâneas de CSH (0,26 μmol/g de peso corporal) do 16º ao 20º dia de vida. Os ratos foram mortos no 21º dia de vida, metade 1 h depois da última injeção e os outros 12 h após a última injeção. O CDME induziu a LPO, a carbonilação protéica e estimulou a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), GSH-Px e CAT. O CDME diminuiu a relação tióis/dissulfetos. Por sua vez, a co-administração de CSH restabeleceu o equilíbrio redox e preveniu o estresse oxidativo induzido pela administração de CDME. Quando analisados em conjunto, os resultados sugerem que a CSH, além de ser uma droga depletora de cistina intralisossomal, pode ser um seqüestrador de radicais livres, reduzindo a lesão celular por apoptose. Se estes efeitos também ocorrerem nos pacientes cistinóticos, a CSH também pode retardar a evolução da cistinose pelo seu efeito antioxidante. / Cysteamine (CSH) is a reducing aminothiol generated from the coenzyme A catabolic pathway and is the main source of taurine, an abundant amino acid in the brain with antioxidant properties. CSH is a cystine-depleting drug and when used earlier in the treatment of cystinosis, extends life of affected patients. Cystinosis is a metabolic disease caused by deficiency of the lysosomal cystine carrier leading to the formation of cystine cristals in many organs and tissues, including central nervous system. Studies performed in fibroblasts of cystinotic patients and in kidney cells loaded with cystine dimethyl ester, a cystine analog used for studying the pathogenesis of cystinosis, suggest that apoptosis is enhanced in this disease. Considering that oxidative stress is a known apoptosis inducer, the first objective of this study was to investigate a possible antioxidant effect of CSH on several parameters of oxidative stress in the brain of young rats. For the in vitro experiments, non-treated 22-dayold rats were used and CSH was added to the assay at 0.25 to 1.0 mM final concentrations. Results showed that CSH reduced lipoperoxidation (LPO), 2′,7′-dihydrodichlorofluorescein oxidation (DCFH), carbonyl content of proteins and catalase (CAT) activity, and increased glutathione peroxidase activity (GSH-Px). In the acute treatment, 22-day-old rats received three subcutaneous injections of CSH (0.26 μmol/g body weight) at 3 h intervals and were sacrificed 1 h after the last injection. In the control group, rats received the same volumes of 0.85% NaCl. Cysteamine decreased LPO and GSH-Px activity, and increased the carbonyl content of proteins and CAT activity. The next step of this investigation was to verify the effects of CSH co-administration in the same oxidative stress parameters studied before, in cerebral cortex of rats submitted to an experimental model of cystinosis. The animals were injected intraperitoneously twice a day with 1.6 mol/g body weight cystine dimethylester and/or subcutaneously 0.26 mol/g body weight cysteamine from the 16th to the 20th postpartum day. Rats were sacrificed in the 21st day, half 1 h after the last injections, and the others 12 h after the last injection. CDME induced LPO, protein carbonylation, and stimulated superoxide dismutase (SOD), GSH-Px and CAT activities. CDME significantly decreased thiol/disulfide ratio. CSH co-administration restored the redox status and prevented the oxidative stress induced by CDME administration. Taken together, the results suggest that CSH act not only as an intralysosomal cystine-depleting drug but also as a scavenger of free radicals, reducing cell damage by apoptosis. If these effects also occur on cystinotic patients, the antioxidant effect of CSH may contribute to retard the evolution of the disease.

A Doença do Xarope do Bordo (DXB) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência na atividade do complexo da desidrogenase dos α- cetoácidos de cadeia ramificada. Como conseqüência deste bloqueio ocorre o acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada leucina, isoleucina e valina, bem como de seus respectivos α-cetoácidos e α-hidroxiácidos de cadeia ramificada. A manifestação clínica da DXB varia da forma clássica severa a formas variantes moderadas. Os principais sinais clínicos laboratoriais apresentados pelos pacientes com DXB incluem cetoacidose, hipoglicemia, recusa alimentar, opistótono, apnéia, ataxia, convulsões, coma, atraso no desenvolvimento psicomotor e retardo mental. No entanto, os mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos apresentados pelos pacientes com DXB ainda são pouco conhecidos. O tratamento para DXB consiste na restrição da ingestão de proteínas, bem como dos aminoácidos leucina isoleucina e valina, suplementada com uma fórmula semi-sintética contendo aminoácidos essenciais, minerais e vitaminas. Estudos in vitro têm demonstrado que os aminoácidos de cadeia ramificada e seus respectivos α- cetoácidos acumulados na DXB estimulam a lipoperoxidação e reduzem as defesas antioxidantes em córtex cerebral de ratos. O objetivo deste estudo foi investigar se o estresse oxidativo ocorre em pacientes com DXB em tratamento ou ainda não tratados. Inicialmente, foram analisados parâmetros de estresse oxidativo em amostras de plasma de pacientes com DXB obtidas antes do início do tratamento (no diagnóstico). Foi observado um aumento significativo das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e uma diminuição significativa da reatividade antioxidante total (TAR). Em seguida foram avaliados parâmetros de estresse oxidativo em plasma de dois grupos de pacientes com DXB em tratamento dietético com níveis plasmáticos baixos e altos de leucina. Verificou-se um marcado aumento do TBARS e uma diminuição significativa do TAR em ambos os grupos de pacientes tratados, porém a redução do TAR foi mais pronunciada nos pacientes com baixos níveis sanguíneos de leucina. Além disso, não foi observada correlação entre os níveis de leucina, isoleucina ou valina com os parâmetros de estresse oxidativo. Em continuidade ao trabalho, foram estudados os níveis de selênio no plasma de pacientes com DXB antes e durante o tratamento dietético, bem como a atividade de enzimas antioxidantes em eritrócitos de pacientes em tratamento. Foi verificado que os pacientes com DXB apresentam uma deficiência moderada de selênio no momento do diagnóstico (antes do tratamento) da doença e que essa deficiência se agrava com o tratamento dietético. Ainda, verificou-se que a atividade da enzima glutationa peroxidase está diminuída em eritrócitos de pacientes em tratamento. Posteriormente, foram medidos vários parâmetros bioquímicos em plasma de pacientes com DXB tratados, com o objetivo de verificar se havia correlação destes com parâmetros de estresse oxidativo. Foi demonstrado que os pacientes com DXB em tratamento apresentam redução nos níveis séricos de glicose, colesterol total, creatinina sérica e albumina e aumento na atividade enzimática da aspartato aminotransferase e da lactato desidrogenase. (Continua). Entretanto, não foram observadas alterações nos níveis de colesterol HDL, colesterol LDL, triglicerídeos, alanina aminotransferase, creatina quinase, uréia e ácido úrico. Foi ainda verificado um aumento significativo de TBARS e uma diminuição significativa de TAR, bem como uma correlação positiva entre a medida de 3 TBARS e os níveis de triglicerídeos. Concluindo, nossos resultados indicam que existe um desequilíbrio entre a produção de radicais livres (aumento) e as defesas antioxidantes (diminuição) gerando estresse oxidativo em pacientes com DXB não tratados e em tratamento e que esse processo não está correlacionado com os níveis plasmáticos dos aminoácidos leucina, isoleucina e valina acumulados nesta doença. Além disso, verificamos que a deficiência de selênio e a concomitante diminuição da atividade da glutationa peroxidase podem estar associados ao desenvolvimento do estresse oxidativo nesta doença. É, portanto, possível inferir que o dano oxidativo contribua, pelo menos em parte, para a fisiopatologia desta doença, explicando o dano neurológico que ocorre nos pacientes afetados. Portanto, é possível que a administração de antioxidantes possa ser útil na DXB. / Maple Syrup Urine Disease (MSUD) is an inborn error of metabolism caused by a deficiency of the branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex activity. This blockage leads to accumulation of the branched-chain amino acids leucine, isoleucine and valine, as well as their corresponding α- keto acids and α-hydroxy acids. Clinical manifestations are variable, pending on the variants classical severe form to milder variants. The major clinical features presented by MSUD patients include ketoacidosis, hypoglycemia, poor feeding, opisthotonos, apnea, ataxia, convulsions, coma, psychomotor delay and mental retardation. However, the mechanisms of the neurological symptoms presented by MSUD patients are still poorly understood. MSUD treatment consists of a low protein diet and a semi-synthetic formula poor in leucine, isoleucine, and valina and supplemented by essential amino acids minerals and vitamins. Studies have been showed that the branched-chain amino acids and their corresponding brached-chain α-keto acids accumulating in MSUD stimulate in vitro lipid peroxidation and reduce antioxidant defences in cerebral cortex of rats. The objective of the present study was to investigate oxidative stress parameters in MSUD patients treated and non-treated. First, it was analyzed parameters of oxidative stress in plasma from non-treated MSUD patients. It was observed a significant increase of thiobarbituric acid-reactive species (TBARS) and a marked reduction in total antioxidant reactivity (TAR). Parameters of oxidative stress in plasma from two groups of MSUD patients under dietetic treatment with low and high blood leucine levels were also evaluated. It was verified an increase of TBARS and a significant decrease of TAR in both groups of MSUD patients. However, TAR reduction was higher in the group presenting low leucine levels. On the other hand, it was not found a correlation between leucine, valine and isoleucine levels and oxidative stress parameters. Selenium levels in plasma from MSUD patients at diagnosis (nontreated) and under treatment, as well as the activities of antioxidant enzymes in erythrocytes from treated patients were also determined. MSUD patients presented a significant selenium deficiency at diagnosis which becomes more pronounced during treatment and a decrease of erythrocyte glutathione peroxidase activity during treatment. Subsequently, it was evaluated various biochemical parameters in plasma from MSUD patients during treatment in order to verify if there was correlation between these parameters and oxidative stress. It was demonstrated that MSUD patients under treatment present a reduction of glucose, total cholesterol, albumin and creatinine levels and an increased activity of aspartate aminotransferase and lactate dehydrogenase. However, HDL cholesterol, LDL cholesterol, triglycerides, alanine aminotransferase, creatine kinase, urea and uric acid measurements were not altered. Besides, it was verified a significant increase of TBARS and a significant decrease of TAR, as well as a positive correlation between TBARS and triglycerides levels. In summary, our results suggest an imbalance between the production of free radicals and the antioxidant defenses in MSUD patients leading to oxidative stress at diagnosis and during treatment and that this is not correlated with the amino acids leucine, isoleucine and valine accumulating in this disease. Besides, the selenium deficiency and the decrease of erythrocyte glutathione peroxidase activity could be associated to the development of oxidative stress. Finally, it is possible that oxidative damage may contribute, at least in part, to the pathophysiology of this disorder. If that is the case, antioxidants may serve as an adjuvant therapy in MSUD.