Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cigarette smoke is a serious health problem and the most important cause of avoidable death in the world. It has a complex mixture with more than 4700 constituents, including nicotine and reactive oxygen species (ROS). The most common cause of its toxicity is the atherosclerosis and lipid peroxidation being nicotine an immunosuppressant compound. Among the major cellular changes promoted by nicotine is the disorder in the aggregation of platelets, which participate in the regulation of thromboembolic processes releasing nucleotides such as adenosine diphosphate (ADP). Once exerted the signaling events the nucleotides are degraded by the action of the enzymes NTPDase, 5´- nucleotidase and adenosine deaminase (ADA). This purinergic cascade of enzymatic hydrolysis is also present in lymphocytes and supplies a great amount of signaling modulating the immune system. Another important signaling molecule is acetylcholine (ACh) which is quicklys hydrolyzed by acetylcholinesterase (AChE) and is associated with the cognition process. The first hypothesis to be tested in this study was to investigate the activity of ectonucleotidases in platelets and the ADA from plasma of rats exposed to cigarette smoke during four weeks. The results in platelets demonstrated an increase for adenosine triphosphate (ATP), ADP, adenosine monophosphate (AMP) hydrolysis and adenosine deamination. These results suggest a compensatory organic response to regulate the evels of adenosine, a powerful inhibitor of platelet aggregation and important modulator of vascular tone. The second hypothesis was studied in vivo and in vitro the hydrolysis of nucleotides and nucleosides in lymphocytes of rats submitted to nicotine exposure per se. The in vivo results of lymphocytes demonstrated a decrease in the hydrolysis of ATP, ADP and adenosine in the concentrations of 0.25 and 1.0 mg/kg of nicotine. The expression of NTPDase protein and the counting of lymphocytes in rats were also diminished after nicotine exposure. The quantification of nucleotides and nucleoside in serum of rats treated with nicotine in the dose of 0.25 mg/kg showed an increase in the ATP (39%), ADP (39%) and adenosine (303%) levels. For the in vitro study the ATP-ADP-adenosine hydrolysis were diminished by nicotine in the nicotine concentrations tested (1 mM, 5 mM, 10 mM and 50 mM). These results suggest that alterations in the activity and expression of these enzymes in lymphocytes can contribute for the understanding of the mechanisms involving the suppression of the immune system caused by nicotine. Finally, the third hypothesis was to investigate the activity of AChE and the level of lipid peroxidation in striatum, cerebral cortex, hippocampus, and cerebellum of rats exposed to cigarette smoke and treated with vitamin E (50 mg/kg/day) during four weeks. The results had demonstrated an increase in the activity of AChE and in the levels of lipid peroxidation in the striatum, cerebral cortex and cerebellum, suggesting that this type of exposition can affect the functionality of the cholinergic system and increase the oxidative damage in the central nervous system (SNC). In addition, vitamin E was capable to reverse these increases, suggesting the use of this antioxidant compound in this type of exposition. Moreover, this study also suggests that cigarette smoke and nicotine modulate the purinergic system of platelets and lymphocytes, which may lead the propensity of thromboembolic and immunosuppressant illnesses, with mobilization of the phisiological defenses for a compensatory response. / A fumaça de cigarro é um grave problema de saúde e a mais importante causa de morte evitável no mundo. Possui uma complexa mistura com mais de 4000 constituintes, incluindo a nicotina e compostos que geram espécies reativas de oxigênio (EROs) no organismo. A causa mais comum de sua toxicidade é a aterosclerose e a peroxidação lipídica sendo a nicotina um composto imunossupressor. Entre as alterações celulares causadas pela nicotina, destacam-se os distúrbios na agregação de plaquetas e estas participam da regulação nos processos tromboembólicos, pela liberação de nucleotídeos tais como a adenosina difosfato (ADP). Uma vez exercido os eventos de sinalização os nucleotídeos são degradados pela ação das enzimas NTPDases, 5´-nucleotidase e adenosina desaminase (ADA). Esta cascata enzimática de hidrólise das purinas também está presente nos linfócitos e fornece um grande leque de sinalizações modulando a resposta imune. Outra molécula importante de sinalização é a acetilcolina (ACh) que é rapidamente hidrolisada pela acetilcolinesterase (AChE) e está associada ao processo de cognição. A primeira hipótese a ser testada neste estudo foi investigar a atividade das ectonucleotidases em plaquetas e a ADA no plasma de ratos expostos à fumaça de cigarro por quatro semanas. Os resultados em plaquetas demonstraram um aumento para a hidrólise de adenosina trifosfato (ATP), ADP, adenosina monofosfato (AMP) e adenosina. Esses resultados sugerem uma resposta orgânica compensatória com objetivo de manter os níveis de adenosina, um potente inibidor da agregação plaquetária e importante modulador do tônus vascular. A segunda hipótese foi realizar estudos in vivo e in vitro da hidrólise de nucleotídeos e nucleosídeos em linfócitos de ratos submetidos a exposição à nicotina per se. Os resultados in vivo de linfócitos demonstraram um decréscimo da hidrólise de ATP, ADP e adenosina nas concentrações de nicotina de 0,25 e 1,0 mg/kg. A expressão da proteína NTPDase e a contagem de linfócitos em ratos também foram diminuídas pela nicotina. A determinação dos níveis de nucleotídeos e nucleosídeos no soro de ratos tratados com nicotina na dose de 0,25 mg/kg aumentou para o ATP (39%), o ADP (39%) e a adenosina (303%). Para o estudo in vitro a hidrólise de ATP-ADP-adenosina foi diminuída pelas concentraçoes de nicotina (1 mM, 5 mM, 10 mM e 50 mM). Estes resultados sugerem que alterações na atividade e expressão destas enzimas nos linfócitos pode contribuir para a compreensão dos mecanismos envolvendo a supressão da resposta imune causada pela nicotina. Por fim, a terceira hipótese, foi investigar a atividade da AChE e o nível de peroxidação lipídica no estriado (ES), no córtex cerebral (CC), no hipocampo (HC) e no cerebelo (CE) de ratos expostos à fumaça de cigarro e tratados com vitamina E (50 mg/kg/dia) por quatro semanas. Os resultados demonstraram um aumento na atividade da AChE e no nível de peroxidação lipídica no ES, no CC e no CE, sugerindo que este tipo de exposição pode afetar a funcionalidade do sistema colinérgico e aumentar os danos oxidativos no sistema nervoso central (SNC). Em adição, a Vitamina E foi capaz de reverter estes efeitos, o que sugere uma boa escolha de terapia com este antioxidante neste tipo de exposição. Alem disso, este estudo também pode sugerir que a fumaça de cigarro e a nicotina modulam o sistema purinérgico de plaquetas e linfócitos, o que pode levar a propensão de doenças tromboembólicas e imunossupressoras, com a mobilização das defesas do organismo para uma resposta compensatória.

O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da castração, tempo de confinamento, metabolismo celular e regiões do musculo sobre a oxidação proteica e lipídica e outras características de qualidade da carne bovina. Oitenta e quatro bovinos (castrados e inteiros) Nelore, confinados por diferentes períodos, foram usados para conduzir estudos em músculos Longissimus dorsi e Biceps femoris. O segundo musculo foi dividido em duas porções: origem (PO) e inserção (PI). No estudo com L. dorsi, bifes foram embalados sob condições de aerobiose (PVC) e anaerobiose (vácuo) e maturados por 1, 3, 5, 7 e 9, e 1, 7, 14 e 21 dias, respectivamente. Para este músculo, nenhuma diferença na estabilidade oxidativa [tióis, carbonilas e Substancias Reativas ao Ácido Tiobarbiturico (TBARS)] e cor entre as carnes dos animais inteiros e castrados foram encontradas. Isto poderia ser explicado pela falta de diferença no status oxidativo inicial, mensurados através da atividade de enzimas antioxidantes, conteúdo de glutationa total e composição de ácidos graxos, entre as condições sexuais. Os resultados também indicaram que a oxidação dos bifes embalados a vácuo leva o dobro de dias para iniciar, em comparação aos bifes em aerobiose. No estudo com o Bíceps femoris, os animais foram abatidos com 59 e 129 dias de confinamento e os bifes da PO e PI foram maturados por 1, 30, 60 e 100 dias. Os resultados da atividade das enzimas lactato desidrogenase e citrato sintase mostraram que a PO tem metabolismo mais oxidativo (aeróbio) e a PI glicolítico (anaeróbio). A carne dos animais inteiros tiveram menor TBARS e maior luminosidade (L*), perda de peso por cocção (PPC) e força de cisalhamento (FC) em comparação aos animais castrados. A PO foi mais susceptível a oxidação proteica (menor tióis) em comparação a PI. A carne dos animais confinados por 129 dias tiveram maiores PPC e oxidação proteica (menores tióis) em comparação a carne dos animais confinados por 59 dias. Diferenças de estabilidade oxidativa entre a carne de animais castrados e inteiros confinados por menor período desapareceram quando os animais foram confinados por maior período. Valores de pH e tióis na carne dos animais castrados e inteiros foram afetados pelo tempo de maturação. Ambas as condições sexuais tiveram carne com maior valores de pH no dia 30 de maturação e este, se manteve ao longo do tempo. A PO teve maiores valores de TBARS no dia 60, PPC no dia 100 e FC nos dias 30 e 60 de maturação em comparação a PI. Foi observada uma interação entre tempo de confinamento e tempo de maturação para tióis, TBARS, metamioglobina, pH, L* e FC. Quando comparado aos animais confinados por 59 dias, os animais confinados por 129 dias tiveram: maior oxidação (maior TBARS e menor tióis) nos dias 60 e 100 de maturação; oxidação da mioglobina (metamioglobina) mais tardia, sendo o maior valor obtido no dia 100; menor luminosidade (L*) em todos os tempos de maturação; maior maciez (menor FC) aos 100 dias de maturação. Os animais confinados por 59 dias tiveram: maior oxidação proteica (menor tióis) e maciez (menor FC) aos 30 dias de maturação. De forma geral, todos os efeitos testados tais como castração, tempo de confinamento, metabolismo celular e regiões do musculo pareceram influenciar sobre a oxidação proteica e lipídica e outras características de qualidade da carne bovina. / The objective of this work was to investigate the effect of the castration, time on confinement, cellular metabolism and muscle region on the protein and lipid oxidation, and other traits of beef quality. Eight-four Nellore cattle (steers and bulls), confined for different periods, were used to conduct studies in Longissimus dorsi and Biceps femoris muscles. The latter muscle was divided in two portions: origin (OP) and insertion (IP). In the study of L. dorsi muscle, steaks were packaged under aerobiosis (PVC) and anaerobiosis (vacuum) conditions and aged for 1, 3, 5, 7 and 9, and 1, 7, 14 and 21 days, respectively. For this muscle, no differences in oxidative stability [thiols, carbonyls and Thiobarbituric Acid Reactive Substances (TBARS)] and color between the meat from bulls and steers were found. This could be explained by the lack of differences in initial oxidative status, measured through the activity of the antioxidants enzymes, content of total glutathione and composition of fatty acids, between the sexual conditions. The results also indicated that the oxidation of the steaks vacuum-packaged took about twice more days to start than the steaks under aerobiosis. In the study of Biceps femoris muscle, the animals were slaughtered after 59 and 129 days on confinement and the steaks from OP and IP were aged for 1, 30, 60 and 100 days. The results of the lactate dehydrogenase and citrate synthase enzymes activity showed that the OP has a more oxidative metabolism and the IP has a more glycolytic metabolism. The meat from bulls had lower TBARS and higher lightness (L*), cooking loss (CL) and shear force (SF) in comparison with steers. The OP was more susceptible to protein oxidation (lower thiols) than the IP. Animals confined for 129 days had meat with higher CL when compared to those ones confined for 59 days. The meat from animals confined for 129 days had higher CL and protein oxidation (lower thiols) in regard to the meat from animals confined for 59 days. Differences in oxidative stability between the meat from steers and bulls confined for shorter period disappeared when the animals were confined for larger period. Values of pH and thiols in meat from steers and bulls were affected by the time of aging. Both the sexual conditions had meat with higher pH values at the day 30 of aging and this was kept across the time. The OP had higher values of TBARS at the day 60, CL at the day 100 and SF at the days 30 and 60 of aging when compared to the IP. It was observed an interaction between confinement time and aging time for thiols, TBARS, metmyoglobin, pH, L* and SF. When compared to the animals confined for 59 days, the animals confined for 129 days had: higher oxidation (higher TBARS and lower thiols) at the days 60 and 100 of aging; oxidation of myoglobin (metmyoglobin) slower, since the higher value was obtained at the day 100; lower lightness (L*) in all the times of aging; tender meat (lower SF) at 100 days of aging. The animals confined for 59 days had: higher protein oxidation (lower thiols) and tender meat (lower SF) at 30 days of aging. Overall, all the effects tested such as castration, time on confinement, cellular metabolism and muscle region seemed to influence on the protein and lipid oxidation and other traits of beef quality.

Neste trabalho investigamos efeitos de fotoirradiação e toxinas sob membranas celulares miméticas. Foram utilizadas, como modelo de membranas lipídicas, vesiculas unilamelares gigantes (GUVs) compostas pro lipídeos oxidados e não oxidados observadas por microscopia ótica de contraste de fase. Inicialmente estudamos a foto-resposta de membranas compostas por POPC e POPG dispersas em solução contendo azul de metileno (MB). Na sequência, estudamos o efeito de toxinas formadoras de poros, Esticolisina I (ST I) e Esticolisina II (ST II), em membranas contendo lipídeos oxidados e não oxidados. Os resultados de MB (10 µM) disperso em solução de membranas compostas por POPC e o lipídeo aniônico POPG indicaram que o aumento da densidade de carga negativa nas membranas das GUVs, que favorece a ligação da moléculas positivamente carregadas como MB nas membranas, tem como consequência um aumento de permeabilidade da membrana muito mais rápído em relação a membranas compostas apenas por POPC. Isto se deve ao fato que a localização preferencial do MB na membrana de POPC:POPG favorece a formação de oxigênio singlete próximo a dupla ligação da cadeia alquílica, dando início a reação de peroxidação lipídica de maneira mais efetiva que em membrana de POPC. Os resultados da ação das toxinas STI e STII (21 nM) em GUVs contendo lipídeos não oxidados PC e esfingomielina evidenciam que apenas STII é capaz de permear estas membranas a esta concentração. Mais ainda, nossos resultados sugerem que a existência de separação de fases fluida-gel na bicamada lipidica composta por PC:SM (razão molar 1:1) favorece a ação da toxina StII. Ao analisarmos membranas contendo lipídeos hidroperoxidados (POPC-OOH) dispersas em solução contendo STII (21 nM) observamos um aumento de permeabilidade na membrana num conjunto de GUVs, associado a formação de poros, apenas em bicamadas lipídicas formadas por misturas de lipídeos oxidados (POPC) e não oxidados (POPC-OOH). Quanto maior a concentração de lipídeos oxidados na membrana mais rapidamente ocorre o aumento de permeabilidade. / In this work we investigate the effects of photoirradiation and toxins on mimetic cell membranes. As a model of lipid membranes, giant unilamellar vesicles (GUVs) composed of oxidized and oxidized pro-lipids were observed by optical phase contrast microscopy. Initially we studied the photo-response of membranes composed of POPC and POPG dispersed in solution containing methylene blue (MB). Following, we studied the effect of pore-forming toxins, Sticolysin I (ST I) and Sticolysin II (ST II), on membranes containing oxidized and non-oxidized lipids. The results of MB (10 M) dispersed in solution of membranes composed of POPC and the anionic lipid POPG indicated that the increase in the negative charge density in the membranes of GUVs, which favors the binding of positively charged molecules as MB in the membranes, consequently increases membrane permeability in regard to membranes composed only of POPC. This is due to the fact that the preferred location of the MB in the POPC: POPG membrane favors the formation of singlet oxygen near the double bond of the alkyl chain, initiating the lipid peroxidation reaction more effectively than in the POPC membrane. The results of the action of the STI and STII toxins (21 nM) on GUVs containing non oxidised lipids PC and sphingomyelin show that only STII is able to permeate these membranes at this concentration. Moreover, our results suggest that the existence of fluid-gel phase separation in the lipid bilayer composed of PC:SM (molar ratio 1:1) favors the action of the StII toxin. When analyzing membranes containing hydroperoxidized lipids (POPC-OOH) dispersed in solution containing STII (21 nM) we observed an increase in membrane permeability in a set of GUVs, associated with pore formation, only in lipid bilayers formed by mixtures of oxidized lipids (POPC-OOH) and non-oxidized ones. The higher the concentration of oxidized lipids in the membrane, the faster the permeability increases.

A Terapia Fotodinâmica é um tratamento promissor no cura de várias doenças oftalmológicas e dermatológicas, assim como tumores. Este tratamento utiliza a combinação de luz e um composto fotossensível na presença de oxigênio. Neste trabalho objetivamos entender mecanismos de fotossensibilização em membranas. Para isso, estudamos os efeitos de irradiação em Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs) compostas de POPC e Cardiolipina (CL) e POPC e Colesterol (Col), contendo uma molécula fotoativa (diC12-porf) ancorada à superfície dessas membranas. GUVs compostas por POPC e POPC:Col na presença da molécula fotoativa reagem ao estímulo da luz exibindo um aumento de área seguido de flutuações. O mesmo foi observado para membranas de POPC contendo menos que 50mol% de CL. Já para composições contendo 50mol% de CL, a membrana passa a formar domínios lipídicos podendo ou não ser destruída durante a irradiação. Estes domínios podem ser suprimidos com a adição de EDTA (agente quelante de íons divalentes) na solução. Ao adicionarmos CaCl2 ao meio externo das GUVs contendo EDTA, percebemos que o efeito dos domínios e destruição da membrana reaparece. Tal fato evidencia que íons Ca++ presentes em solução devem complexar com as cargas da CL, levando à formação de domínios lipídicos. Ao quantificar o aumento de área sofrido pelas membranas percebemos que a presença de CL na membrana de POPC inibe o aumento de área para concentrações acima de 40mol% de CL. Já a presença de Col na membrana parece não contribuir significativamente para o aumento de área, embora o mesmo sofra oxidação. Além disso, evidenciou-se que na presença de CL/Col o tempo de fotoclareamento de diC12-porf é muito maior do que na ausência destes. Estes resultados evidenciam que a inclusão de CL na membrana oferece um número maior de sítios de reação para o oxigênio singlete reduzindo a foto-degradação da molécula fotoativa. Já a inclusão de Col aumenta o tempo de vida da molécula fotoativa provavelmente devido ao fato da dupla ligação do Col estar mais próxima ao centro produtor de oxigênio singlete do que a dupla ligação do POPC. / Photodynamic Therapy is a promising treatment for the cure of many diseases, like tumors. This treatment uses a combination of light and a photosensitive molecule in the presence of oxygen. In this way, our objective is to understand photosensibilization mechanisms on membranes. For this purpose, we studied the effects of irradiation in Giant Unilamelar Vesicles (GUVs) composed of POPC and Cardiolipin (CL) and POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of a photosensitive molecule (diC12-porf). When the GUVs composed of POPC or POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of the photosensitive molecule were irradiated, increase in surface area followed by fluctuations was observed. For GUVs composed of low concentrations of CL, the membrane photo-response was similar to that observed for pure POPC. For GUVs composed of 50 mol% CL different responses to light irradiation were observed. Some lipid domains appear for GUVs in water under irradiation and the GUV might be destroyed. When the irradiation was done in the presence of EDTA (chelant agent), the formation of the domains was prevented. Further addition of CaCl2 to this solution induced the formation of domains again leading eventually to membrane disruption. These results suggest that divalent cations have effect on the binding to CL negative polar heads, favoring lipid domain formation. We quantified the area increase obtained for the GUVs. For GUVs composed of CL we observed that until 40mol% of CL, the maximum expansion reached by the membrane area was similar to that obtained for pure POPC. For 50mol% of CL the increase of area is smaller than that found for GUVs composed only by POPC. For GUVs composed of Chol the behavior of the area is similar to that found for POPC. This means that the increase of area is mainly related to POPC peroxidation, although Chol hydroperoxide must be concomitantly formed too. Further, we observed that the diC12-porf photobleaching characteristic time for GUVs composed of CL/Chol is greater than that noted for GUVs composed of POPC. This means that when we introduce CL we are increasing the possibilities of reaction of the singlet oxygen and the photosensitive molecule is protected. The insertion of Chol in the membrane also protects the photosensitive molecule.

A Indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) é uma enzima que apresenta um importante papel na prevenção da rejeição fetal. A IDO demonstra efeitos na supressão da ativação de células T por catabolizar o aminoácido essencial Triptofano. Nós estudamos a expressão da IDO em cultura celulares de placenta com a adição individual de Estradiol, Progesterona, Interferon , Triptofano e 1-Metil-Triptofano com o uso de citometria de fluxo, imunocitoquímica e quantificação celular, imunofluorescência, peroxidação lipídica, análise das fases do ciclo celular, imunoblotting e PCR em placentas bovinas nos três trimestres gestacionais. A quantificação celular revelou que em bovinos a atividade da IDO aumenta com o avanço do período gestacional e, sua expressão varia de acordo com os fatores, sendo o mesmo padrão observado pela imunofluorescência. O Imunoblotting mostrou a presença de possíveis isoformas desta proteína na espécie bovina que ainda não foram identificadas. A investigação pela lipoperoxidação revelou que os hormônios modularam diferencialmente a produção de radicais peroxidados nos três terços de gestação e, possivelmente atuam como fatores indutores de proliferação. As células placentárias apresentaram padrões diferenciados de proliferação e apoptose ao longo da gestação, principalmente nos tratamentos com Estradiol e Progesterona, sendo também variantes com outros fatores em todos os grupos. Observou-se que a Progesterona atua na maturação das células placentárias independente da concentração utilizada. Em todos os grupos uma grande proporção de células apresentava-se em estado de quiescência (G1). No terceiro trimestre foi detectado um aumento no número de células em G2/M, indicando a parada da capacidade proliferativa ou de progressão no ciclo celular (\"arrest\"). Maior taxa de apoptose foi observada nos animais de segundo trimestre gestacional. Baseados nisso, podemos concluir que a IDO é suscetível ao controle pelos mecanismos testados, o que nos leva a formular hipóteses de implantação de possíveis mecanismos terapêuticos para a reprodução com a participação da IDO. / Indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO) is an enzyme that plays an important role in preventing fetal rejection. IDO is related to the suppression of the T-cells activation due to the catabolism of essential amino acid Triptophan. We studied the expression of IDO in bovine placenta cell culture with individual supplementation of factors as Estrogen, Progesterone, Interferon , Triptophan and 1-Methyl-Triptophan. Evaluations were made by flow cytometry, immunocitochemistry and cellular quantification, lipidic peroxidation, cell cycle phases, imunoblotting, PCR and immunofluorescency in the three trimesters of pregnancy. Cellular quantification demonstrated that in bovines the activity of the IDO increases during pregnancy, and its expression is factor-dependent, which was also observed in immunofluorescency. Imunoblotting demonstrated the presence of possible unknown protein isoforms in bovine. Lipoperoxidation evaluation demonstrated that hormones distinguishingly modulated the production of peroxide radicals in the three trimesters of pregnancy and, possibly acting as inductive factors of proliferation. Placental cells demonstrated differentiated patterns of proliferation and apoptosis during the gestation, mainly in the presence of Estrogen and Progesterone, besides variant rates were also observed under other factors. Independent of the concentration, Progesterone influenced placental cells maturation. All groups presented great ratio of cells in quiescence state (G1). In third trimester, G2/M high rates indicated a pause in proliferative capacity or in cell cycle progression (arrest). High apoptosis rates were observed in animals at second pregnancy trimester. Based on the presented, we concluded that IDO is susceptible to be controlled by the applied-factors, what lead us to think about hypothetical therapeuthic mechnism for reproduction with the participation of IDO.

O estresse oxidativo está relacionado ao Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES) e é provável que o desequilíbrio entre a geração de radicais livres e antioxidantes esteja envolvido com o agravamento do estado de saúde. Objetivo: Estudar a peroxidação lipídica e componentes de defesa antioxidante no LES. Casuística e métodos: Foram estudados 54 pacientes com LES, separados em dois grupos: Grupo Doença Ativa (n=25) e Grupo Doença Inativa (n=29) e 12 Controles. Para o Grupo Doença Ativa, dois subgrupos foram constituídos considerando o status do processo inflamatório: Agudo e Crônico. Foi analisada a oxidação de lipídios [malondialdeído (MDA)]; de proteínas (grupo carbonila) e de DNA (Teste do Cometa). A defesa antioxidante foi quantificada por superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px), α-tocoferol plasmático e vitamina C plasmática. A excreção urinária de α-tocoferol foi igualmente determinada. Os dados foram analisados pelo teste não-paramétrico de Kruskall-Wallis e referidos como mediana e valores mínimos e máximos. Resultados: Os níveis de MDA não diferiram entre os grupos e corresponderam a 0,71 (0,30-1,81); 0,61 (0,11-1,82) e 0,53 (0,34-1,04) µmol/L para os grupos Doença Ativa, Doença Inativa e Controle, respectivamente ( p > 0,05), embora incremento de peroxidação lipídica tenha sido observado para os pacientes com comprometimento renal (p > 0,05). A análise do grupo carbonila demonstrou medianas similares entre os grupos testados (p > 0,05) enquanto a freqüência do momento da cauda não mostrou haver variação importante quanto a esse parâmetro. Para os Grupos Doença Ativa, Doença Inativa e Controle os valores de SOD foram 1707,10 (853,52-2634,80); 1696,20 (909,35-2704,50) e 1870,40 (1506,60-2345,80) U/g Hb (p > 0,05) enquanto para GSH-Px os níveis da enzima equivaleram a 19,27 (10,15-44,13); 20,60 (5 ,90-41 ,59) e 16,84 (10,97-30,07) U/g Hb (p > 0,05), respectivamente. Quando comparados os dados de vitamina C plasmática, similaridade entre os grupos foi observada. As medianas para os Grupos Doença Ativa, Doença Inativa e Controle foram 36,01 ; 48,67 e 59,32 ) µmol/L (p > 0,05), respectivamente. A correlação entre os níveis da vitamina e o grau de atividade da doença foi significativa. A análise do α-tocoferol plasmático revelou valores de mediana normais ( p > 0,05). A excreção 120 urinária de α-tocoferol não diferiu entre os grupos (p > 0,05) exceto quando a comparação considerou o status do processo inflamatório pois a excreção urinária da vitamina foi de 0,79 ) µmo1/24 h para o Subgrupo Processo Inflamatório Agudo contra 0,31 ) µmo1/24 h do Subgrupo Processo Inflamatório Crônico (p > 0,05). Conclusão: A peroxidação lipídica não aumentou em conseqüência da atividade da doença porém mostrou-se maior na presença de acometimento renal. Ainda que excreção aumentada de α-tocoferol tenha sido observada, os dados não permitiram estabelecer a importância do achado em relação à defesa antioxidante. / Oxidative stress is related to Systemic Lupus Erythematosus (SLE) and imbalance between free radical and antioxidant generation is probably involved in the worsening of patient health. Objective: To study lipid peroxidation and the components of antioxidant defense in SLE. Cases and methods: The study was conducted on 54 patients with SLE divided into two groups: Active Disease Group (n=25) and Inactive Disease Group (n=29), and on 12 Controls. The Active Disease Group was subdivided into two subgroups, Acute and Chronic, according to inflammatory process status. Lipid [malondialdehyde (MDA)], protein (carbonyl group) and DNA (Comet Assay) oxidation was determined. The antioxidant defense was quantified on the basis of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), plasma α-tocopherol, and plasma vitamin C. Urinary α-tocopherol excretion was also determined. Data were analyzed statistically by the nonparametric Kruskall-Wallis test and are reported as median and range. Results: MDA levels did not differ between groups and were 0.71 (0.30-1.81), 0.61 (0.11-1.82) and 0.53 (0 .34-1.04) µmol/L for the Active Disease, Inactive Disease and Control Groups, respectively (p > 0.05), although an increase in lipid peroxidation was observed in patients with impaired renal function (p > 0.05). Analysis of the carbonyl group demonstrated similar medians for all groups tested (p > 0.05), whereas no significant variation was detected in the frequency of tail moment. SOD values were 1707.10 (853.52-2634.80), 1696.20 (909.35-2704.50) and 1870.40 (1506.60-2345.80) U/g Hb for the Active Disease, Inactive Disease and Control Groups, respectively (p > 0.05), and GSH-Px levels were 19.27 (10.15-44.13); 20.82 (9 .68-41 .59) and 16.84 (10.97-30.07) U/g Hb (p > 0.05), respectively. Plasma vitamin C levels were similar for all groups, with medians of 36.01 , 48.67 and 59.32 µmol/L (p > 0.05) for the Active Disease, Inactive Disease and Control Groups, respectively. There was a significant correlation between vitamin C levels and degree of disease activity. Analysis of plasma α-tocopherol revealed normal median values (p > 0.05). Urinary α-tocopherol excretion did not differ between groups (p > 0.05) except when inflammatory process status was considered, with an excretion rate of 0.79 µmo1/24 h for the Acute Inflammatory Process Subgroup as opposed to 0.31 µmo1/24 h for the Chronic Inflammatory Process Subgroup (p > 0.05). Conclusion: Lipid peroxidation did not increase as a consequence of disease activity but was higher in the presence of renal involvement. Even though increased α-tocopherol excretion was observed, the data obtained did not permit us to establish the importance of this finding with respect to antioxidant defense.

Neste trabalho investigamos efeitos de fotoirradiação e toxinas sob membranas celulares miméticas. Foram utilizadas, como modelo de membranas lipídicas, vesiculas unilamelares gigantes (GUVs) compostas pro lipídeos oxidados e não oxidados observadas por microscopia ótica de contraste de fase. Inicialmente estudamos a foto-resposta de membranas compostas por POPC e POPG dispersas em solução contendo azul de metileno (MB). Na sequência, estudamos o efeito de toxinas formadoras de poros, Esticolisina I (ST I) e Esticolisina II (ST II), em membranas contendo lipídeos oxidados e não oxidados. Os resultados de MB (10 µM) disperso em solução de membranas compostas por POPC e o lipídeo aniônico POPG indicaram que o aumento da densidade de carga negativa nas membranas das GUVs, que favorece a ligação da moléculas positivamente carregadas como MB nas membranas, tem como consequência um aumento de permeabilidade da membrana muito mais rápído em relação a membranas compostas apenas por POPC. Isto se deve ao fato que a localização preferencial do MB na membrana de POPC:POPG favorece a formação de oxigênio singlete próximo a dupla ligação da cadeia alquílica, dando início a reação de peroxidação lipídica de maneira mais efetiva que em membrana de POPC. Os resultados da ação das toxinas STI e STII (21 nM) em GUVs contendo lipídeos não oxidados PC e esfingomielina evidenciam que apenas STII é capaz de permear estas membranas a esta concentração. Mais ainda, nossos resultados sugerem que a existência de separação de fases fluida-gel na bicamada lipidica composta por PC:SM (razão molar 1:1) favorece a ação da toxina StII. Ao analisarmos membranas contendo lipídeos hidroperoxidados (POPC-OOH) dispersas em solução contendo STII (21 nM) observamos um aumento de permeabilidade na membrana num conjunto de GUVs, associado a formação de poros, apenas em bicamadas lipídicas formadas por misturas de lipídeos oxidados (POPC) e não oxidados (POPC-OOH). Quanto maior a concentração de lipídeos oxidados na membrana mais rapidamente ocorre o aumento de permeabilidade. / In this work we investigate the effects of photoirradiation and toxins on mimetic cell membranes. As a model of lipid membranes, giant unilamellar vesicles (GUVs) composed of oxidized and oxidized pro-lipids were observed by optical phase contrast microscopy. Initially we studied the photo-response of membranes composed of POPC and POPG dispersed in solution containing methylene blue (MB). Following, we studied the effect of pore-forming toxins, Sticolysin I (ST I) and Sticolysin II (ST II), on membranes containing oxidized and non-oxidized lipids. The results of MB (10 M) dispersed in solution of membranes composed of POPC and the anionic lipid POPG indicated that the increase in the negative charge density in the membranes of GUVs, which favors the binding of positively charged molecules as MB in the membranes, consequently increases membrane permeability in regard to membranes composed only of POPC. This is due to the fact that the preferred location of the MB in the POPC: POPG membrane favors the formation of singlet oxygen near the double bond of the alkyl chain, initiating the lipid peroxidation reaction more effectively than in the POPC membrane. The results of the action of the STI and STII toxins (21 nM) on GUVs containing non oxidised lipids PC and sphingomyelin show that only STII is able to permeate these membranes at this concentration. Moreover, our results suggest that the existence of fluid-gel phase separation in the lipid bilayer composed of PC:SM (molar ratio 1:1) favors the action of the StII toxin. When analyzing membranes containing hydroperoxidized lipids (POPC-OOH) dispersed in solution containing STII (21 nM) we observed an increase in membrane permeability in a set of GUVs, associated with pore formation, only in lipid bilayers formed by mixtures of oxidized lipids (POPC-OOH) and non-oxidized ones. The higher the concentration of oxidized lipids in the membrane, the faster the permeability increases.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Margraf.pdf: 3444633 bytes, checksum: 00ddc78a605b890f5109af10a0c0c5e6 (MD5) Previous issue date: 2015-11-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Worldwide, the consumption of purple grape juice has grown since several studies point to the potential health benefits, combined with a balanced diet and regular physical exercise. These potential benefits are related to the bioactive compounds present in this fruit and other plants, responsible for the inhibition of reactive oxygen and nitrogen species, formed in oxidative and inflammatory processes in the human body. In this context, researchers have tried and tested fast, inexpensive, accurate and reproducible methods, which are able estimating the content of bioactive compounds in beverages and foods. In this scenario, the objectives of this study were divided in two experimental chapters, where the Chapter II had as purpose to test and validate a more selective spectrophotometric method than the Folin-Ciocalteu assay, to quantify the content of phenolic compounds in grape juice. Already the Chapter III had as purpose to characterize n = 62 juices Brazilian purple grapes from different geographic origins (RS, PR and SC), agronomic (organic and conventional) and genotypic (Bordo, Isabel and Concord) about its physicochemical and chemical properties, and in vitro antioxidant activity using chemical and biological systems. The results showed that the Prussian Blue method has low detection (0.27 mg L-1) and quantification limit (0.92 mg L-1), and a high association (r = 0.923, p < 0.0001) with the standard method of Folin-Ciocalteu reagent for the grape juice matrix, and also a faster reaction and high selectivity compared to the Folin-Ciocalteu assay. Furthermore, the geographical origin and the grape variety proved to be the most important factors in distinguishing juices (p < 0.05) for antioxidant activity and some chemical markers. However for the organic and conventional juices, except for some phenolic acids determined by high-performance liquid chromatography, there were no statistically significant distinctions (p > 0.05). A total of n = 18 grape juices were characterized by presenting high, intermediate and low antioxidant activity in vitro using four different methodologies (Scavenging of ABTS●+ radical; Ferric-reducing antioxidant power - FRAP; Total reducing power; and Reducing potential of the hydrophilic phenolic compounds - RPHPC) and were subjected to analysis of the inhibition of lipid peroxidation at 37 °C by means of a biological assay in buffered medium at pH 7.4. The inhibition of lipid peroxidation of the grape juice showed a significant correlation (r ≥ 0.505; p ≤ 0.02) with other antioxidant activity assays, concluding that the antioxidant activity in vitro of Brazilian purple grape juice has association either by chemical methods or by biological means. / Em todo o mundo, o consumo de sucos de uva roxa tem crescido, visto que vários estudos apontam os potenciais benefícios à saúde, aliados a uma alimentação equilibrada e a prática regular de exercícios físicos. Esses potenciais benefícios estão relacionados com os compostos bioativos presentes nesta fruta e em demais vegetais, responsáveis pela inibição de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, formadas em processos oxidativos e inflamatórios no corpo humano. Nesse contexto, pesquisadores têm testado e validado metodologias rápidas, baratas, precisas e reprodutíveis, que possibilitem estimar o conteúdo de compostos bioativos em bebidas e alimentos. Nesse cenário, os objetivos deste estudo foram divididos em dois capítulos experimentais, dos quais o Capítulo II objetivou testar e validar uma metodologia espectrofotométrica mais seletiva que o Folin-Ciocalteu para quantificar o teor de compostos fenólicos totais em suco de uva. Já no Capítulo III, objetivou-se caracterizar n=62 sucos de uvas roxas brasileiros de diferentes origens geográficas (RS, PR, e SC), agronômicas (orgânicos e convencionais), e genotípicas (Bordô, Isabel, e Concord) quanto às suas propriedades físico-químicas, químicas, e atividade antioxidante in vitro usando sistemas químicos e biológico. Os resultados mostraram que o método do Azul da Prússia apresentou um baixo limite de detecção (0,27 mg L-1) e quantificação (0,92 mg L-1), e uma alta associação (r = 0,923; p<0,0001) com o método padrão de Folin-Ciocalteu para a matriz de suco de uva, além de menor tempo de reação e alta seletividade comparado ao ensaio de Folin-Ciocalteu. A origem geográfica e a variedade de uva mostraram-se os fatores mais importantes na distinção dos sucos (p<0,05) para atividade antioxidante e alguns marcadores químicos. Já para os sucos orgânicos e convencionais, com exceção para alguns ácidos fenólicos determinados por cromatografia líquida de alta eficiência, não foram encontradas distinções estatisticamente significativas (p>0,05). Um total de n=18 sucos de uva foram caracterizados por apresentarem alta, intermediária e baixa atividade antioxidante in vitro usando quatro metodologias diferentes (Seqüestro de radicais ABTS●+; Poder antioxidante de redução do ferro - FRAP; Poder redutor total; Potencial redutor dos compostos fenólicos hidrofílicos - PRCFH) e foram sujeitados à análise de inibição da peroxidação lipídica a 37 oC por meio de um ensaio biológico em meio tamponado em pH 7,4. A inibição da peroxidação lipídica dos sucos de uva apresentou uma correlação significativa (r ≥ 0,505; p ≤ 0,02) com outros ensaios de atividade antioxidante, concluindo-se que a atividade antioxidante in vitro de suco de uva roxa brasileiro apresenta associação tanto por métodos químico quanto em meio biológico. Palavras-chave: cultivo orgânico, peroxidação lipídica, capacidade redutora, análise multivariada, Vitis sp.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lilian Prione.pdf: 1165937 bytes, checksum: d73d6916708640fa9af6db139db8b8c2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Herbicides are widely used to increase crop production and account for 35% of all agrochemicals applied annually. After application, the herbicides can remain in the soil as hazardous residues. Mesotrione, (2-[4-methylsulfonyl-2-nitrobenzoyl]1,3-cyclohenanedione), is the active ingredient of Callisto, an herbicide commonly used in corn. Pantoea ananatis CCT 7673, an Enterobacteria isolated from water, has been previously cited as mesotrione-degrading strain. The aim of this study was to evaluate the influence of mesotrione and Callisto as oxidative stress-inducing agents for cellular metabolism of Pantoea ananatis CCT7673 and identify possible mechanisms of tolerance. SOD, CAT and GR activities were evaluated in non-denaturing PAGE and CAT, GR and GST in spectrophotometer. Also, the rates of malonaldehyde (MDA), superoxid and peroxide hydrogen (H2O2) were measured in a spectrophotometer. Minimal medium with no herbicide (MM) was used as control. Lipid peroxidation, superoxide and peroxide hydrogen quantification and SOD, CAT, GR and GST activities were analyzed before and after degradation of mesotrione. The herbicide proved to be the cause of oxidative stress, according to peroxide hydrogen data. Unexpectedly, the rates of lipid peroxidation (MDA) and GR showed to be lower in the presence of the herbicide when compared to the control, with no changes in bacterial growth. The activity of GST was higher in mesotrione treatment in comparison to control and Callisto, during and after degradation. These results suggest that this enzyme may be related to the mesotrione degradation, probably by cometabolism. The rates of lipid peroxidation were shown to be lower in the presence of the herbicide compared to the control, with no changes in growth rates when exposed to herbicide. P. ananatis CCT 7673 showed changes in the saturation of membrane lipids. These changes may interfere with herbicide entry into the cell. These characteristics may be associated with a level of phenotypic plasticity in P. ananatis CCT 7673, making this an interesting bacterium for studies of herbicide tolerance and evolution of microbiota in environments subjected to different degrees of selective pressure model. / Herbicidas são amplamente utilizados para aumentar a produção agrícola e são responsáveis por 35% de todos os agrotóxicos aplicados anualmente. Após a aplicação, os herbicidas podem permanecer no solo como resíduos perigosos. O mesotrione (2 - [ 4 - metilsulfonil - 2 - nitrobenzoil ] 1,3- cyclohenanedione ) é o ingrediente ativo de Callisto, um herbicida utilizado no milho . Pantoea ananatis CCT 7673, é uma enterobactéria isolada de água e foi previamente caracterizada como linhagem degradadora do mesotrione. Os objetivos deste trabalho foram o avaliar a influência do mesotrione e Callisto como agentes indutores de estresse oxidativo para o metabolismo celular de Pantoea ananatis CCT7673, bem como identificar possíveis mecanismos de tolerância a estes herbicidas. As atividades enzimáticas de SOD, CAT e GR foram avaliadas em PAGE não desnaturante e de CAT, GR e GST em espectrofotômetro. Além disto, as taxas de malondialdeído (MDA), radical superóxido e peróxido de hidrogênio (H2O2) foram medidas em espectrofotômetro. Todas as análises foram realizadas antes e após a degradação do mesotrione. Meio mínimo sem herbicida (MM) foi utilizado como controle. O herbicida provou ser agente causal do estresse oxidativo pelos dados de peróxido de hidrogênio. Inesperadamente, as taxas de MDA e GR mostraram-se inferiores nos tratamentos com herbicida em relação ao controle, sem alteração no crecimento bacteriano. A atividade de glutationa-S-transferase foi maior no tratamento com mesotrione em comparação com o controle e Callisto, durante e após a degradação. Estes resultados sugerem que essa enzima pode estar relacionada com o processo de degradação do mesotrione, provavelmente por cometabolismo. As taxas de peroxidação lipídica mostraram ser menores na presença do herbicida em comparação com o controle, sem mudanças na taxa de crescimento Quando exposta ao herbicida, P. ananatis CCT 7673 apresentou alterações na saturação de lipídios de membrana. Estas mudanças podem interferir na entrada do herbicida na célula. Tais características podem estar associadas a um nível de plasticidade fenotípica em P. ananatis CCT 7673, tornando essa bactéria um modelo interessante para estudos de tolerância a herbicidas e evolução de microbiotas em ambientes submetidos a diferentes graus de pressão seletiva.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Ricardo Olchanheski.pdf: 1069422 bytes, checksum: 4a8faf74d88ea768a689fc8a9a055a56 (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The intensive use of agrochemicals has assumed an important role in increasing agricultural production; however, one of the impacts has been changes in population structure of microbiota in the soil, which need to tolerate the xenobiotics that are applied in order to survive. A pertinent question is whether these mechanisms are selected by the presence of different agrochemicals in soils, or if there are constitutive mechanisms of adaptation. The aim of this study was to evaluate the defense system of an un-environmental strain, E. coli DH5-α, in relation to the herbicide mesotrione, which had no prior contact with the soil. The results showed that this strain was able to tolerate higher doses of the herbicide, and that the determination of the herbicide by a method developed and validated by high performance liquid chromatography (HPLC), made it possible to determine the complete disappearance of mesotrione in the sample after 3 h of exposure. Growth rates in the treatment with the herbicide were lower than the control, prior to the period of degradation, showing the toxic effect on the bacterial cells. As regards defense systems, it was noted that changes in the saturation of the membrane lipids reduced the damage caused by reactive oxygen species and possibly hindered the entry of xenobiotics in the cell, as well as activating GST enzyme activity in the antioxidant system and in the metabolizing process of the herbicide. Considering that E. coli DH5-α showed no previous contact with mesotrione, the defense system found in this strain can be considered as general and non-specific. This strategy may be interesting in the adaptation of bacterial strains in agricultural soils, which are subject to changing herbicides in an ever more intense manner. / O uso intensivo de agroquímicos tem assumido um papel relevante no aumento da produção agrícola, mas um dos impactos gerados é a mudança na estrutura populacional de microbiotas de solo, que precisam tolerar os xenobióticos aplicados para sobreviver. Uma pergunta pertinente é se os mecanismos de tolerância são selecionados pela presença de diferentes agroquímicos em solo, ou se há mecanismos constitutivos de adaptação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o sistema de defesa de uma linhagem não ambiental, a E. coli DH5-α, em relação ao herbicida mesotrione, com o qual não houve contato prévio em solo. Resultados obtidos mostraram que esta linhagem foi capaz de tolerar elevadas doses do herbicida, e a determinação do herbicida por um método desenvolvido e validado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) permitiu determinar que após 3 horas não foi possível detectar o herbicida nas amostras avaliadas. Taxas de crescimento no tratamento com o herbicida foram menores em relação ao controle nos tempos anteriores ao período de degradação, mostrando o efeito tóxico sobre as células bacterianas. Como sistemas de defesa, constataram-se a alteração na saturação dos lipídeos de membrana, diminuindo os danos causados pelas espécies ativas de oxigênio e possivelmente dificultando a entrada do xenobiótico na célula, além da atuação da enzima GST no sistema antioxidante e no processo de metabolização do herbicida. Considerando que a E. coli DH5-α não apresentou um contato prévio com o mesotrione, o sistema de defesa encontrado nesta linhagem pode ser considerado como geral e não específico. Esta estratégia pode ser interessante na adaptação de linhagens bacterianas em solos agrícolas, os quais são submetidos a regimes de trocas de herbicidas de maneira cada vez mais intensa.