Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The exposure of human populations to a variety of heavy metals has been a public health concern. Cadmium is a non-essential elements due to its immense usage in various industrial applications, is an environmental contaminant with food and tobacco smoking. This toxic metal is more efficiently absorbed through the lungs than through the gastrointestinal tract. Therefore, the use of lung as a target tissue of cadmium exposure is of great importance because this heavy metal can be absorbed on suspended particles, entering the lung through the respiration. Thus, a possible therapy for metal intoxication is to remove the toxic metals from the bound functional bioligands. The present study was designed to evaluate the effect of cadmium on d-minolevulinate dehydratase (d-ALA-D) activity from rat lung in vitro. d-ALA-D activity, a toxicological parameter, has been reported as a target of cadmium in different tissues. The protective effect of monotherapies with dithiol chelating (meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA) and 2,3-dimercaptopropane-1- sulfonic acid (DMPS)) or antioxidant agent (ascorbic acid, diphenyl diselenide, (PhSe)2, and Nacetylcysteine (NAC)) were also evaluated; as well as, the effect of a combined therapy (dithiol chelating x antioxidant agent) was studied. Moreover, to investigate the possible mechanism involved, we determined the effect of zinc chloride (ZnCl2) and dithiothreitol (DTT). The rat lung d-ALA-D activity was inhibited by low concentrations of cadmium, this inhibition occurred due the oxidation of SH groups of enzyme, and not by displacing zinc from the enzyme structure. The chelating agents were not effective in restoring enzyme activity inhibited by cadmium, and it presented an inhibitory effect per se. The possible mechanism involved in this inhibition was demonstrated. DTT restored the inhibition caused by both chelating agents, but ZnCl2 restored only the inhibitory effect of DMSA. This indicated that DMPS did not remove the zinc ions of the enzyme structure. This study also demonstrated that these chelating agents potentialized the d-ALA-D inhibition caused by cadmium. In this way, the study of possible mechanism verified that DTT restore the enzyme inhibition caused by cadmium/DMSA complex, but not by cadmium/DMPS complex. In contrast to DTT, ZnCl2 did not restore the enzyme activity inhibited by both complexes. In relation to antioxidants compounds, we can verify that none antioxidant utilized in this work was efficient in restoring the enzyme activity inhibited by cadmium. Some authors had demonstrated that the association of chelating and antioxidant agents is a good alternative in treatment of metal intoxication. In this way, we observed a combined effect of cadmium x DMPS x (PhSe)2 and cadmium x DMPS x NAC. However, this combined effect of cadmium x antioxidant x chelating did not observe when we utilized DMSA as chelating agent. In general, the results of this study indicate that cadmium inhibited the pulmonary d-ALA-D activity; and, the use oh chelating and antioxidant agents, alone or combined, 6 did not restore the enzyme activity, in some cases, potentialized the inhibition induced by cadmium. The principal mechanism involved in enzyme inhibition was the oxidation of SH groups. / A exposição das populações humanas a uma variedade de metais pesados é um problema de saúde pública. O cádmio é um elemento não essencial e devido ao seu imenso uso em diversas aplicações industriais, é um contaminante ambiental
através da comida e da fumaça do cigarro. Este metal tóxico é mais eficientemente absorvido através dos pulmões do que do trato gastrointestinal. Portanto, o uso dos pulmões como um tecido alvo do cádmio é de grande importância porque este metal pesado pode ser absorvido, entrando nos pulmões através da respiração. Uma terapia possível para a intoxicação por metais é remover os metais tóxicos ligados a
bioligantes funcionais. O presente estudo foi delineado para avaliar o efeito in vitro do cádmio na atividade da d-aminolevulinato desidratase (d-ALA-D) em pulmão de
rato. A atividade da d-ALA-D, um parâmetro toxicológico, tem sido reportada como alvo do cádmio em diferentes tecidos. Foram avaliados também o possível efeito protetor dos agentes quelantes ditiólicos (ácido 2,3-dimercapto-1-propanosulfônico (DMPS) e o ácido meso 2,3- dimercaptosuccínico (DMSA)) ou agentes antioxidantes
(ácido ascórbico, N-acetilcisteína (NAC) e o disseleneto de difenila (PhSe)2) isolados ou em combinação (agentes quelantes x antioxidantes). Além disso, para investigar
o possível mecanismo envolvido, nós determinamos o efeito restaurador do cloreto de zinco (ZnCl2) e do ditiotreitol (DTT) na d-ALA-D. A atividade da d-ALA-D de pulmão de rato foi inibida por baixas concentrações de cádmio, e esta inibição
ocorreu devido a oxidação dos grupos -SH da enzima, e não por remover os íons zinco da estrutura enzimática. Os agentes quelantes não foram efetivos em proteger a atividade da enzima inibida por cádmio, e apresentaram um efeito inibitório per se. O possível mecanismo envolvido nesta inibição foi demonstrado. O DTT restaurou a inibição causada por ambos agentes quelantes, mas o ZnCl2 restaurou somente o efeito inibitório do DMSA. Isto indica que o DMPS não remove os íons zinco da estrutura da enzima. Este estudo demonstrou também que estes agentes quelantes potencializam a inibição da d-ALA-D causada por cádmio. Neste sentido, o estudo do possível mecanismo verificou que o DTT restaura a inibição da enzima causada pelo complexo cádmio/DMSA, mas não pelo complexo cádmio/DMPS. Ao contrário do DTT, o ZnCl2 não restaura a atividade da enzima inibida por ambos complexos. Em relação aos compostos antioxidantes, nós podemos verificar que nenhum antioxidante utilizado neste trabalho foi eficiente em restaurar a atividade da enzima inibida por cádmio. Alguns autores têm demonstrado que a associação de agentes quelantes e antioxidantes é uma boa alternativa no tratamento das intoxicações por metais. Neste sentido, observou-se um efeito combinado de cádmio x DMPS x (PhSe)2 e cádmio x DMPS x NAC. Porém esse efeito combinado de cádmio x
antioxidantes x quelantes não foi observado quando se utilizou o DMSA como 4 agente quelante. De uma maneira geral, os resultados deste estudo indicam que o cádmio inibiu a atividade da d-ALA-D do tecido pulmonar; e ainda, o uso de agentes quelantes e antioxidantes, sozinhos ou combinados, não restauraram a atividade da enzima, sendo que em alguns casos, potencializaram a inibição induzida por cádmio. O mecanismo principal envolvido na inibição da enzima foi à oxidação dos grupos sulfidrílicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/11169 |
| Date | 01 June 2007 |
| Creators | Luchese, Cristiane |
| Contributors | Santos, Francielli Weber, Nogueira, Cristina Wayne, Schetinger, Maria Rosa Chitolina, Royes, Luiz Fernando Freire |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 300, 500, 500, 500, 500, ef2a20e6-1276-4a48-9ec7-914c0cd379ad, 9437b80f-d950-4e58-9eaf-a44274a1c791, c2b1a64f-5f22-4779-9732-0c543f42b42d, cba4a833-b1c5-4608-8453-7a46f671faf1, 3844a51f-1f7f-46ca-93b7-18d1a9c07d2b |
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