O fluoreto (F) é um axioma toxicológico. Embora seja indiscutível a importância da sua utilização na prevenção de cárie, muito se discute a respeito da racionalização do seu uso em termos da sua toxicidade e benefícios. Muitos trabalhos sugerem que o F em diferentes concentrações induz o estresse oxidativo em diversos tecidos de diferentes animais experimentais. O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da administração do fluoreto de sódio (NaF) em dois protocolos experimentais, um agudo e outro a longo termo, em alguns parâmetros indicativos do estresse oxidativo nas glândulas submandibular (SM) e parótida (PA) de ratos. No experimento agudo, os animais do grupo experimental foram tratados com uma dose única intraperitoneal de NaF (15 mg F-/kg p.c.), enquanto que os animais do grupo controle receberam dose equivalente de NaCl a 0,9%. Os animais foram sacrificados 1, 3, 6, 12 e 24 horas após a injeção. Já no experimento a longo termo, os ratos do grupo experimental foram tratados com 100 ppm de F- adicionados na água de beber por 30, 60 e 90 dias; enquanto que o grupo controle recebeu água proveniente do sistema de abastecimento público. Após o período experimental, os animais foram eutanasiados e as glândulas salivares SM e PA foram removidas, além do sangue, que também foi coletado. Foi estudada a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT), além da determinação dos níveis de peroxidação lipídica (MDA), proteínas totais e glicose sangüínea. Os resultados mostraram um aumento da glicemia dos animais que receberam o NaF, tanto no experimento agudo como no experimento a longo termo. Além disso, o F interferiu no sistema de defesa antioxidante das glândulas salivares de ratos. Tanto a SOD como a CAT, apresentaram alterações nas suas atividades em ambas glândulas, SM e PA, no experimento agudo e a longo prazo. Os níveis de peroxidação lipídica aumentaram nos animais do grupo experimental e este aumento foi observado tanto nas amostras de sangue como nas glândulas SM e PA de ambos os protocolos experimentais. Não foram observadas alterações na concentração de proteínas de ambas as glândulas, SM e PA, no experimento agudo. Já no experimento a longo prazo, o F provocou aumento da concentração de proteínas na glândula SM após 90 dias e diminuição deste conteúdo na glândula PA após 30 e 60 dias. Os resultados obtidos sugerem que F provocou alterações no sistema de defesa antioxidante e aumentou os níveis de peroxidação lipídica no sangue e nas glândulas salivares SM e PA de ratos. / Fluoride (F) is a toxicological axiom. Many reports have proposed that in varying concentrations, F induces increased reactive oxygen species generation, enhanced lipid peroxidation and impairs the antioxidant enzyme defence system in blood and tissues of experimental animals causing several biochemical alterations. Although the most pronounced effects of F intake are manifested in bones and teeth, soft tissues are also affected. Due to the paucity of reports investigating the short- and long-term effects of varied doses of F on soft tissues, especially salivary glands, this study aimed to evaluate the acute and long-term effects of sodium fluoride (NaF) exposure on antioxidant enzyme defence system and lipid peroxidation in the submandibular (SM) and parotid (PA) salivary glands of rats. For the acute investigation, the experimental groups of rats were injected intraperitoneally with NaF solution (15 mg F-/kg b.w.), while control groups were administered the same volume of sodium chloride solution (0,9%). The animals were euthanized in groups 1, 3, 6, 12 and 24 hours after injection. To evaluate long-term exposure effects, experimental groups of rats were administered 100 pmm F- in their drinking water for 30, 60 and 90 days. The control groups were provided with untreated tap water over the same periods. In all groups, after euthanization the SM and PA glands of each rat were extracted and analyzed for superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities, malondialdehyde (MDA), protein and blood glycemia content. For both acute and long-term experiments, the experimental groups demonstrated higher levels of glycemia, altered levels of SOD and CAT in both glands, and increased levels of MDA in blood and salivary tissues of both glands. There were no differences in protein content for the acute experiment, but in the long-term experiment, increased protein levels were observed after 90 days in the SM gland and decreased protein levels were observed in the PA gland after 30 and 60 days. These results suggest that F impaired the antioxidant defence system and enhanced the levels of MDA in blood and SM and PA salivary glands of rats.

O acetaldeído é um comprovado agente mutagênico e carcinogênico, pode ser produzido endogenamente pela oxidação do álcool ingerido em bebidas alcoólicas e alimentos ou exogenamente, inalado como poluente, advindo da oxidação de combustíveis fósseis e etanol. O efeito do acetaldeído foi avaliado em modelos celulares e animais com o propósito de avaliarmos o aumento do estresse oxidativo, por lipoperoxidação, fragmentação do DNA, e a formação de adutos DNA, tais como 8-oxo-7,8-dihidro-2-desoxiguanosina, além de, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosina e 1,N2-propano-2-desoxiguanosina que foram analisados por HPLC acoplado a espectrometria de massa com a utilização de metodologia ultra-sensível e reprodutiva. O tratamento de fibroblastos pulmonares humanos normais (IMR-90) com diversas concentrações de acetaldeído (58 µM a 711 µM) resultou em aumentos de morte celular, lipoperoxidação, fragmentação do DNA, cálcio intracelular e adutos de DNA. O efeito protetor do licopeno (20 µM) foi comprovado minimizando todos os efeitos deletérios promovidos pelo acetaldeído. O tratamento dos ratos Wistar por 8 e 30 dias com 150 mg/kg e 60 mg/kg via intra-peritoneal ou gavage, evidenciaram os efeitos tóxicos provocados pelo acetaldeído, como aumento significativo de lipoperoxidação, adutos e fragmentação de DNA no fígado e cérebro destes animais. A detecção dos adutos de DNA se mostrou uma ferramenta importante para a detecção dos efeitos provocados por exposição ao aldeído. No tratamento de animais por inalação com variadas concentrações de acetaldeído, que expôs os animais a quantidades do aldeído similares às encontradas em atmosferas poluídas, foi observado aumento de lipoperoxidação, sendo este dose dependente no fígado e pulmão. Já no cérebro, os níveis de MDA foram significativamente maiores em 10 ppb e 30 ppb em relação a 0 ppb e controle, e diminuíram significativamente em 90 ppb. Em relação aos níveis de fragmentação do DNA, observamos no pulmão aumento foi dose dependente em relação à concentração de aldeído. A quantificação de 1,N2-εdGuo e 1,N2-propanodGuo mostrou aumentos de ambos os adutos no pulmão de todos animais expostos ao acetaldeído . No fígado, também, foram detectados aumentos nos níveis de 1,N2-propanodGuo. A formação de 8-oxo-7,8-dihidro-2-desoxiguanosina, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosina e 1,N2-propano-2-desoxiguanosina na urina de moradores da cidade de São Paulo, também foi investigada, com o desenvolvimento de metodologia ultra-sensível e reprodutiva por HPLC e espectrometria de massa, que indicou a presença dos três adutos nas urinas analisadas. A detecção do 1,N2-propanodGuo na urina é inédita. Nossos resultados comprovam que o acetaldeído é um forte agente citotóxico e genotóxico, mesmo em concentrações muito baixas, podendo contribuir para o esclarecimento dos mecanismos de desenvolvimento de doenças atribuídas ao aldeído, como o câncer. Além disso, o desenvolvimento de metodologias ultra-sensíveis para detecção e quantificação de adutos na urina e DNA isolado contribui para o emprego destes adutos, em especial o 1,N2-propano- 2-desoxiguanosina, como possível biomarcador de exposição ao acetaldeído presente em atmosferas poluídas e em patologias associadas ao estresse redox e abuso de bebidas alcoólicas. / Acetaldehyde is a known mutagen and carcinogen that can be produced endogenously by ethanol oxidation or directly inhaled as an air pollutant produced by fuel oxidation. The toxicity of acetaldehyde was evaluated in vitro and in vivo models, by means of oxidative stress parameters such as lipid peroxidation (measured as malonaldialdehyde -MDA), DNA fragmentation and DNA adducts such as 8-oxo-7,8-dihydro-2-desoxiguanosine, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosine and 1,N2-propano-2-desoxiguanosine, this adducts were analyzed by an ultra-sensible and reproducible HPLC coupled to mass spectrometry assay. Treatment of human normal fibroblast (IMR-90) with a wide range of concentrations (58 µM to 711 µM) resulted in an increase in citotoxicity, lipid peroxidation, DNA fragmentation, intracellular calcium release and DNA adducts. Furthermore, lycopene (20 µM) presented a protective effect against the cellular deleterious properties of acetaldehyde. Treatment of Wistar rats for 8 and 30 days with 150 mg/kg and 60 mg/kg intra-peritonially or by gavage resulted in increased toxicity, measured by lipid peroxidation and DNA damage in liver and brain. The detection of DNA adducts was shown an important tool for the identification of deleterious effects induced by exposure to the aldehyde. Animals treated by inhalation, of amounts commonly found in polluted air samples, presented increased levels of lipid peroxidation in a dose dependent manner in liver and lungs. Nevertheless, in the brain of those animals the higher concentration was devoid of toxic effect measured as MDA levels. Lung tissue presented increased levels of DNA fragmentation. Furthermore, increased levels of 1,N2-εdGuo and 1,N2-propanodGuo was also observed in lungs of all animals. In DNA from livers, 1,N2-propanodGuo presented increased levels. Formation of 8-oxo-7,8-dihydro-2-desoxiguanosine, 1,N2-eteno-2-desoxiguanosine and 1,N2-propano-2-desoxiguanosine in urine samples of people living in the city of São Paulo were also investigated using a newly developed and ultra-sensible methodology base in HPLC coupled to mass spectrometry. This methodology enabled us to detect, for the first time, the presence of 1,N2-propanodGuo in urine samples. In summary, our results demonstrate the acetaldehyde is a strong cytotoxic and genotoxic agent even at low concentrations, being able to contribute to the development of pathology such as cancer. Furthermore, the development of a very ultra-sensitive methodology for the detection of these adducts, mainly ,N2-propano- 2-desoxiguanosine, enables its use as a possible biomarker of acetaldehyde exposure in polluted air samples and in pathologies associated with redox unbalance and ethanol consumption.

INTRODUÇÃO: A erva-mate (Ilex paraguarienis), uma planta nativa e consumida em grande parte da América do Sul, apresenta diversos compostos bioativos que já demonstraram importante atividade antioxidante in vitro e in vivo. O chá mate é um produto desta planta cujas propriedades antioxidantes ainda não foram avaliadas em ensaios com humanos. OBJETIVO: Este projeto visa avaliar o potencial antioxidante do chá mate in vivo e ex vivo sobre o plasma e LDL de humanos após a ingestão de chá-mate. MÉTODOS: Indivíduos em jejum (n=20) tiveram seu sangue coletado em três momentos: antes, após uma hora e depois de 1 semana (7 dias) da ingestão diária de chá-mate. O plasma e a LDL obtidos nos três momentos foram submetidos à oxidação por três mecanismos diferentes [Cobre (Cu+2), lipoxigenase e peroxinitrito (SIN-1)] e em seguida foram medidos os produtos de peroxidação lipídica formados: a concentração de TBARs (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) e a formação de dienos conjugados empregando-se métodos espectrofotométricos. Também foram determinados o perfil antioxidante total do plasma (TAS), avaliação da lipoperoxidação plasmática basal (TBARs), avaliação da fragmentação da Apolipoproteína B após oxidação da LDL, por eletroforese em gel com SDS-PAGE e os níveis de expressão, por meio de análise de PCR real time, de alguns genes relacionados à produção de enzimas antioxidantes. Teste t de Student pareado foi utilizado para verificar se houve diferença estatisticamente significante entre os resultados das diversas análises antes e após o consumo do chá. RESULTADOS: Os resultados obtidos pela maioria dos ensaios realizados demonstraram que o consumo de chá mate aumentou a resistência à oxidação, a capacidade antioxidante plasmática e a expressão de genes relacionados à produção de enzimas antioxidantes. CONCLUSÃO: Esses resultados sugerem que o consumo de chá mate por período curto pode atuar como antioxidante por múltiplos mecanismos e portanto pode contribuir para diminuição do risco de desenvolvimento de doenças crônicas relacionadas a processos oxidativo. / Yerba Mate (Ilex paraguariensis) is a native and widely consumed South American plant. It contains high concentrations of bioactive compounds that respond for its high antioxidant activity in vitro and in vivo. This activity has not been demonstrated yet in humans for the mate tea, a product derived from Yerba Mate. OBJECTIVE: The aim of this study was to evaluate the antioxidant activity of maté tea in vivo and ex vivo on plasma and LDL human after ingestion of mate tea infusion. METHODS: Fasting peripheral venous blood samples of twenty healthy women (n=20) were taken in three different times: before drinking the tea, one hour later and after one week of daily consumption (7 days) of mate tea. The plasma and isolated LDL were oxidated with 3 different systems [copper (CuSO4), lipoxygenase and peroxynitrite (SIN-1)]. Next, the peroxidation products evaluated were: concentration of malonaldeyde (TBA) and conjugated dienes (lag time), using spectrophotometric methods. We also measured the plasma total antioxidant status (TAS), serum levels of malondialdehyde (MDA) as thiobarbituric substances (TBARS), fragmentation of apo B using SDS-PAGE and the level of antioxidant enzyme gene expression by PCR real time. Paired t student test was used to analyze the results before and after ingestion of mate tea. RESULTS: The results obtained by most of the tests showed that mate tea ingestion increased the plasma and LDL resistance by ex vivo oxidation, the plasma antioxidant capacity and the level of antioxidant enzyme gene expression. CONCLUSION: This study suggests that regular consumption of mate tea can act as an antioxidant by multiple mechanisms and thus may contribute decrease the risk of developing chronic diseases related to oxidative processes.

Introdução: Estudos epidemiológicos sugerem que o consumo de vinho, produtos de uva e outros alimentos contendo polifenóis está associado à diminuição do risco de doenças cardiovasculares. Na produção de vinhos e suco de uva são geradas quantidades expressivas de bagaço residual, que é prejudicial ao meio ambiente. Por outro lado, este subproduto possui alto teor de antioxidantes e de fibras. Objetivo: Produzir uma bebida à base de farinha de bagaço de uva proveniente do processamento de suco de uva (FBSU) e avaliar seus efeitos sobre o estresse oxidativo e marcadores de risco para doenças cardiovasculares em mulheres saudáveis. Métodos: A bebida de FBSU e um suco comercial de uva (usado como controle no estudo in vivo) foram avaliados : sensorialmente por escala hedônica de 9 pontos; composição proximal segundo a AOAC; características físico-químicas; compostos fenólicos totais por Folin, capacidade antioxidante: (a) absorbância de oxigênio radical - ORAC, (b) capacidade antioxidante total - TAS, (c) capacidade de sequestrar o radical DPPH e (d) sistema -caroteno/ácido linoléico. Sujeitos: mulheres saudáveis (n=15) foram randomizadas em um estudo clínico crossover, controlado, com quatro períodos de duas semanas de duração. Após washout, forneceu-se bebida de FBSU e suco de uva comercial, intercalados com outro washout. Quantificou-se triglicérides, colesterol total e suas frações, proteína C-reativa, IL-6, TNF- e MCP-1. A LDL foi submetida à oxidação e em seguida medidos os produtos de peroxidação lipídica. TAS e ORAC do plasma foram determinados. Nos eritrócitos, foram analisadas as enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GSH-Px) e catalase (CAT). Realizou-se o ensaio cometa nos linfócitos. O consumo das voluntárias foi avaliado por diário alimentar de 3 dias durante a intervenção com a bebida de FBSU, com o suco comercial e no washout. Resultados: Produto de FBSU recebeu, em média, nota seis para todos os parâmetros analisados sensorialmente. As notas do suco 7 comercial foram em média sete. A composição proximal em base seca da bebida de FBSU foi 10,1por cento de proteínas, 11,1por cento de lipídios e 76,3por cento de carboidratos. O teor de compostos fenólicos variou de 46,5 a 95,8 g/mg EAG (equivalentes de ácido gálico) nos extratos: aquoso, etanólico e acetônico da bebida de FSBU. Nos extratos do suco comercial, foi de 2,00 a 4,80 g/mg EAG. Extratos da bebida de FBSU apresentaram quantidades de fenólicos significativamente maiores do que os do suco comercial. Nas análises de capacidade antioxidante realizadas, os extratos da bebida de FBSU apresentaram valores significativamente maiores do que aqueles do suco comercial. Nas mulheres, não foi verificada alteração significativa nas concentrações de colesterol total, LDL-c, HDL-c, VLDL-c e triglicérides durante o estudo. Valores de proteína C-reativa, IL-6, TNF- e MCP-1 não apresentaram diferença significativa antes e após as intervenções. Não houve mudança significativa na fase lag time de oxidação do plasma nos momentos estudados. A capacidade antioxidante do plasma só aumentou significativamente no teste ORAC para intervenção com a bebida de FBSU. As atividades das enzimas SOD, GSH-Px e CAT não diferiram significativamente em ambos os grupos. O consumo da bebida de FBSU reduziu o dano oxidativo ao DNA nos linfócitos. A média do consumo alimentar foi estatisticamente igual nos três períodos avaliados. Conclusões: A bebida desenvolvida à base de FBSU foi aceita sensorialmente e apresentou capacidade antioxidante nas análises in vitro. A quantidade de 300 mL/dia desta bebida por 14 dias aumentou significativamente a capacidade antioxidante do plasma, avaliada pelo teste ORAC, e protegeu de danos oxidativos o DNA de linfócitos de mulheres saudáveis. Outros parâmetros de balanço redox e biomarcadores de risco de doenças cardiovasculares não foram influenciados / Introduction: Epidemiological studies suggest that consumption of wine, grape products and other foods containing polyphenols is associated with decreased risk of cardiovascular disease. In the production of wine and grape juice significant amounts of pomace flour are generated, which is harmful to the environment. Moreover, this byproduct is high in antioxidants and fiber. Objectives: To develop a beverage using grape pomace flour (GPF) from grape juice and to evaluate its effect on oxidative stress and inflammatory biomarkers for cardiovascular disease risk in healthy women. Methods: GPF beverage and a commercial grape juice (used as control in the in vivo study) were sensory evaluated using the 9-point hedonic scale and had the proximal composition determined using the AOAC methods; physicochemical characteristics were analysed; total phenolics compound were quantified with the Folin-Ciocalteu reagent; antioxidant capacity was determined by different methods: (a) oxygen radical absorbance capacity assay - ORAC, (b) total antioxidant status - TAS, (c) radical scavenging activity (DPPH) assay, (d) -carotene and linoleic acid system). Fifteen healthy women were randomized in a crossover clinical study, controlled with four periods of two weeks duration. It started with washout, followed by GPF beverage and commercial grape juice, interspersed with another washout. We evaluated triglycerides, total cholesterol and its fractions, C-reactive protein, IL-6, TNF- and MCP-1. The LDL was subjected to oxidation and then measured the lipid peroxidation products. TAS and ORAC of the plasma were determined. In erythrocytes, the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px) and catalase (CAT) were analyzed. We carried out the comet assay in lymphocytes. We evaluated the dietary intake of volunteers in three separate stages during the intervention with GPF beverage, with commercial juice and washout. Results GPF beverage received, on average, six points for all sensory parameters evaluated. Commercial juice received, on average, seven points. The proximal composition on a dry matter of GPF beverage was 10.1per cent protein, 11.1per cent lipids and 76.3per cent carbohydrate. The phenolic content ranged from 46.5 to 9 95.8 and from 2.00 to 4.80 g/mg GAE (gallic acid equivalents) in aqueous, ethanol and acetone extracts of GPF beverage and commercial juice, respectively. Extracts of GPF beverage showed significantly higher amounts of phenolics than the commercial juice. GPF beverage extracts were significantly better than commercial juice extracts in every antioxidant activity analysis performed. Commercial juice and GPF beverage intake has not altered the amounts of total cholesterol, LDL-C, HDL-C, VLDL-C and triglycerides during the study. Values of C-reactive protein, IL-6, TNF- and MCP-1 showed no significant difference before and after the intervention with commercial juice and GPF beverage. There was no significant change in the lag phase of plasma oxidation. The plasma antioxidant capacity differed significantly only in the ORAC assay for intervention with the GPF beverage. SOD, CAT and GSH-Px activities did not differ significantly in both groups. The consumption of GPF beverage reduced oxidative DNA damage in lymphocytes. The average food consumption was statistically similar in all three periods. Conclusions: The GPF beverage was sensory accepted and presented significant antioxidant capacity in in vitro assays. The amount of 300 mL/day of this drink for 14 days significantly increased plasma antioxidant capacity, measured by the ORAC assay, and protected from oxidative damage the DNA of lymphocytes of healthy women. Other parameters of redox balance and biomarkers of the risk for cardiovascular disease were not affected

A ingestão de clorofilina cupnca (Chl-Cu), na forma de corante ou suplemento alimentar tem sido associada a potenciais efeitos benéficos e à prevenção de doenças crônicas. Contudo, são poucos os estudos relativos à sua absorção in vivo, atividade antioxidante e impacto no estado nutricional. Diante desses fatos, foram realizados três experimentos com ratos, nos quais foram fornecidas dietas suplementadas com o 1 e 3% de Chl-Cu. No primeiro experimento foi comprovada a absorção da Chl-Cu para o sangue e distribuição para fígado e rins. A análise da Chl-Cu comercial por CLAE evidenciou a presença de dois componentes principais, a clorina cúprica e4 e clorina cúprica e6. A clorina cúprica e4 foi efetivamente absorvida e detectada no soro, fígado e rins, enquanto a clorina cúprica e6 não foi detectada. Esses resultados indicam que a clorina cúprica e6 foi degradada durante a passagem pelo trato gastrointestinal ou não foi absorvida e distribuída para os órgãos. A análise histológica do intestino não indicou qualquer alteração morfológica. No segundo experimento foi avaliado o potencial antioxidante da Chl-Cu em ratos sob estresse oxidativo induzido por deficiência de vitamina E, e administração concomitante de Chl-Cu na dieta. A Chl-Cu foi capaz de proteger o tecido cerebral contra o aumento nos níveis de TBARS, mas o mesmo não foi observado no tecido hepático. Não houve diferença significativa na atividade das enzimas antioxidantes (CAT, SOD, GPx e GR) entre os grupos controle, deficiente em vitamina E e suplementado com Chl-Cu. Desta forma, o efeito antioxidante da Chl-Cu parece ser relacionado a uma proteção contra a peroxidaçãolipídica in situ, mas não com a modulação enzimática. Foi possível observar ainda, que os animais que receberam suplementação com Chl-Cu apresentaram ganho de peso menor que os respectivos controles. Um terceiro experimento foi realizado para investigar se o reduzido ganho de peso dos animais foi causado pela baixa aceitação da dieta ou estaria relacionado a algum efeito antinutricional da Chl-Cu. Em ensaio biológico pair-fed, o efeito negativo da Chl-Cu no desenvolvimento dos animais foi confirmado. A ingestão do pigmento levou também a uma diminuição na digestibilidade protéica aparente indicando ter havido comprometimento na absorção do N protéico e possivelmente de algum outro nutriente..A literatura indica a formação de complexos da Chl-Cu com diferentes componentes alimentares apoiando a hipótese de que a Chl-Cu possa ter interferido na utilização de proteínas e possivelmente de outros nutrientes pelo organismo animal. / The ingestion copper chlorophyllin (Cu-Chl) in form of as food colorant or supplement has been associated with potential beneficiai effects and the prevention of chronic diseases. However, little is known about Cu-Chl absorption in vivo, its antioxidant activity and its impact on status nutritional. In view of these facts, three experiments were carried out on rats fed 1 and 3% Cu-Chl supplemented diets. In the first experiment, the absorption of the pigment into the bloodstream and distribution to the liver and kidneys was comproved. HPLC analysis of food-grade Cu-Chl evidenced two main components, copper-chlorin e6 and copper-chlorin e4. The Cu-chlorin e4 was effectively absorbed and found in serum, liver and kidneys, while Cu-chlorin e6 was not detected. This result indicates that Cu-chlorin e6 was either not absorbed and distributed to organs or was degraded during its passage through the gastrointestinal tract. Histological analyses of the intestine did not show any morphological alteration. In a second experiment the antioxidant potential of Cu-Chl in rats under oxidative stress induced by vitamin E deficiency and simultaneous Cu-Chl administration in diet was investigated. The presence of chlorophyllin protected brain tissue from increased TBARS leveis, however the same effect was not observed in liver. There was no significant differences in activities of antioxidant enzymes (CAT, SOD, GPX and GR) among control, vitamin E deficient and Cu-Chl-supplemented groups. Therefore, any antioxidant effect of Cu-Chl seems to be related to in situ protection against peroxidation but not to antioxidant enzyme modulation. Weight gains of the animais receiving Cu-Chl supplemented diets were lower than those of the control group. A third experiment was conducted to evaluate whether the reduced weight gain was caused by low food acceptance or by an antinutritional effect of Cu-Chl. This biological pair-fed test confirmed the negative effect of CuChl on the development of rats. The pigment ingestion also decreased the apparent protein digestibility indicating that N protein and possibly other nutrients had itsabsorption compromised. Literature evidenced formation of Cu-Chl complexes with different food components supporting the hypothesis that Cu-Chl might have interfered in the utilization of proteins and possibly other nutrients by the animal organism.

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Philosophiae Doctor - PhD / Cancer is one of the leading causes of death worldwide. According to the WHO, cancer accounted for 7.4 million deaths world wide in 2004. The metallo-compound cisplatin has been used for years as an effective antitumor agent for treating solid tumours such as breast, bladder, lung, oesophageal, and head and neck carcinomas. However, the use of cisplatin as an antitumor agent has been limited because of its association with problems such as lack of selectivity for cancer cells over normal cells, development of resistance to cisplatin treatment, and side effects such as nephrotoxicity. Recent studies on anticancer drugs have focussed on alternative anticancer agents such as gold compounds in both Au(I) and (III) oxidation states, which have shown to be potential anticancer drug agents because of their ability to induce apoptosis in several human cancer cells. Some gold complexes have shown to be able to selectively kill cancer cells over normal cells.

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.

Abstract Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease and infections potentially contribute to its pathogenesis. Oxidation of LDL (low-density lipoprotein) is a key event in atherogenesis. Lipid peroxidation produces reactive aldehydes such as malondialdehyde (MDA) and MDA-acetaldehyde that form immunogenic adducts on for example LDL particles. This thesis investigated natural IgM antibodies that recognize MDA and MDA-acetaldehyde adducts and bind, through molecular mimicry, to epitopes on oral pathogenic bacteria. In the first study, the induction of cross-reactive IgM antibodies binding to MDA adducts was investigated in mice immunized with periodontopathogen Porphyromonas gingivalis. The effect of immunization on the development of atherosclerosis was analyzed after a high fat diet. Immunization of mice with killed P. gingivalis elevated IgM levels to MDA adducts and reduced atherosclerosis. Mouse monoclonal IgM to MDA modified LDL recognized epitopes on P. gingivalis that were identified as gingipain protease enzyme of this bacterium. The presence of IgM with similar specificity was also demonstrated in human sera. In the second study the effect of immunization with MDA modified LDL in conferring protection against pathogen-accelerated atherosclerosis was investigated. Mice were immunized with MDA modified LDL before challenge with live P. gingivalis. The extent of atherosclerosis after a high fat diet was reduced in immunized mice compared to control groups. Immunized mice had elevated IgM and IgG levels to MDA modified LDL compared to controls. The third study investigated antibody recognition of MDA-acetaldehyde adducts in umbilical cord blood plasma of preterm and full-term newborns. Natural IgM to MDA-acetaldehyde adducts was enriched in umbilical cord blood plasma compared to maternal levels even in preterm neonates. This thesis highlighted the importance of immune recognition of MDA adducts by natural IgM antibodies, and demonstrated that pathogenic bacteria and MDA derived structures are recognized by natural IgM throughout the lifespan. These natural IgM are proposed to modulate the development of chronic inflammatory diseases such as atherosclerosis and periodontitis. / Tiivistelmä Valtimonkovettumatautiin, eli ateroskleroosiin, liittyy matala-asteinen tulehdustila, ja myös infektiot vaikuttavat taudin ilmentymiseen. LDL:n (low-density lipoprotein) hapettuminen on merkittävä valtimonkovettumataudin syntyä edistävä reaktio. Lipidiperoksidaatio tuottaa reaktiivisia aldehydejä, kuten malonidialdehydiä (MDA) ja MDA-asetaldehydiä, jotka muodostavat immuunijärjestelmän tunnistamia rakenteita esimerkiksi LDL-partikkeleihin. Väitöskirjassa tutkittiin luonnollisia IgM-vasta-aineita, jotka tunnistavat MDA- ja MDA-asetaldehydirakenteita, ja jotka rakenteiden samankaltaisuuden takia sitoutuvat myös parodontiittipatogeenien epitooppeihin. Ensimmäisessä työssä MDA-rakenteisiin sitoutuvien IgM-vasta-aineiden ristireaktiota tutkittiin hiirillä, jotka immunisoitiin Porphyromonas gingivalis parodontiittipatogeenillä. Hiirten immunisoiminen inaktivoidulla P. gingivalis bakteerilla lisäsi IgM-vasta-ainetasoja MDA-rakenteita vastaan ja vähensi valtimonkovettumatautia. MDA-LDL:ään sitoutuva hiiren monoklonaalinen IgM-vasta-aine sitoutui P. gingivalis bakteerin proteiineihin, joiden tunnistettiin olevan osia tämän bakteerin gingipain proteaasientsyymistä. Myös ihmisen seerumista osoitettiin IgM-vasta-aineita, joilla oli samantyyppinen sitoutumisspesifisyys. Toisessa työssä tutkittiin MDA-LDL-immunisaation suojaavaa vaikutusta infektion kiihdyttämän valtimonkovettumataudin synnyssä. Hiiret immunisoitiin MDA-LDL:llä ennen infektiota elävällä P. gingivalis bakteerilla. Valtimonkovettumatauti väheni immunisoiduilla hiirillä rasvaruokinnan jälkeen verrattuna kontrolliryhmiin. Immunisoiduilla hiirillä IgM- ja IgG-vasta-ainetasot MDA-LDL:ää vastaan olivat kohonneet verrattuna kontrolliryhmiin. Kolmannessa työssä tutkittiin, tunnistavatko ennenaikaisten ja täysiaikaisten vastasyntyneiden luonnolliset vasta-aineet MDA-asetaldehydirakenteita. IgM-vasta-aineita MDA-asetaldehydirakenteisiin esiintyi jo ennenaikaisesti syntyneiden napaverinäytteissä. MDA-asetaldehydiin sitoutuvien IgM-vasta-aineiden määrä vastasyntyneillä oli korkeampi verrattuna äiteihin. MDA-rakenteet ovat yksi tärkeä kohde immuunijärjestelmän luonnollisille IgM-vasta-aineille, jotka tunnistavat myös taudinaiheuttajabakteereja. Näillä vasta-aineilla voi olla vaikutusta kroonisten tulehdustautien, kuten valtimonkovettumataudin ja parodontiitin syntymekanismeissa.

La viande rouge est un facteur de risque du cancer colorectal, considérée comme probablement cancérigène chez l'Homme. Le lien entre la viande rouge et le cancer colorectal impliquerait la lipoperoxydation induite par le fer héminique, aboutissant à la formation d'aldéhydes cytotoxiques présents dans les eaux fécales des rats ayant consommé de l'hème, dont le 4-hydroxynonénal (HNE). Ces eaux fécales ont préférentiellement induit la mort cellulaire dans des cellules coliques murines normales plutôt que dans des cellules coliques murines mutées pour le gène APC (adenomatous polyposis coli), considérées comme prénéoplasiques. Cette résistance des cellules prénéoplasiques est associée à une activité plus élevée du Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived)-like 2) par rapport aux cellules normales, mise en evidence par l'invalidation du Nrf2. Afin de valider l'importance des aldéhydes néoformés derives de la lipoperoxydation, nous avons optimisé la depletion des composes carbonyls dans les eaux fécales qui a aboli le différentiel de mortalité entre les cellules normales et prénéoplasiques. En utilisant des cellules épithéliales coliques humaines (CECH) afin de se rapprocher de la physiologie humaine, nous avons confirmé que le HNE et les eaux fécales des rats ayant consommé de l'hème ont aussi induit une mortalité plus élevée dans les CECHs normales que dans celles invalidées pour APC ; et qu'une activité de Nrf2 plus élevée est aussi observée dans ces dernières. L'autophagie, dont le niveau est plus élevé dans les CECHs invalidées pour APC, exercerait des effets protecteurs contre la toxicité du HNE et des eaux fécales en activant Nrf2. Globalement, nos résultats suggèrent que le Nrf2 et l'autophagie seraient impliqués dans la résistance des cellules prénéoplasiques suite à une exposition aux eaux fécales des rats ayant consommé de l'hème. Ce différentiel de résistance pourrait expliquer l'effet promoteur de la viande rouge sur la cancérogenèse colorectale, en établissant une sélection positive des cellules prénéoplasiques au détriment des cellules normales. / Red meat is a factor risk for colorectal cancer, considered as probably carcinogenic to humans. Red meat is associated to colorectal cancer through the oxidative properties of heme iron released in the colon. This latter is a potent catalyst for lipid peroxidation, resulting in the neoformation of deleterious aldehydes present in the fecal water of heme-fed rats, including 4-hydroxynonenal (HNE). Fecal water of heme-fed rats preferentially induced mortality in mouse normal colon epithelial cells than in those harboring mutation on APC (adenomatous polyposis coli) gene, considered as preneoplastic. This relative resistance of preneoplastic cells to fecal water of heme-fed rats was associated with their higher activity of Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) compared to normal cells, as evidenced by Nrf2 invalidation. To investigate the importance of secondary aldehydes derived from lipid peroxidation, depletion of carbonyl compounds in the fecal water was optimized and this turned out to abolish the difference of mortality between normal and preneoplastic cells. By using human colon epithelial cell (HCEC) lines to approach human physiology, we confirmed that HNE and fecal water of heme-fed rats also induced higher mortality in normal HCECs compared to APC-invalidated HCECs, and that higher Nrf2 activity in APC-invalidated HCECs was also associated with such a difference. Furthermore, autophagy, found to be up-regulated in APC-invalidated HCECs, was suggested to exert protective effects against HNE and fecal water toxicity by activating Nrf2. Taken together, these findings suggest that Nrf2 and autophagy were potentially involved in the resistance of preneoplastic cells upon exposure to HNE or fecal water of heme-fed rats. This different resistance could explain the promoting effect of red meat and heme-enriched diet on colorectal cancer, by initiating positive selection of preneoplastic cells over normal cells.