Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Acute liver failure (ALF) induced by acetaminophen (APAP) is a complex process associated
with glutathione (GSH) depletion, energetics metabolism changes and mitochondrial dysfunction,
resulting in the impairment of maintenance of tissue normal function. On this matter, organoselenium
compounds, such as diphenyl diselenide (PhSe)2, have been highlighted in the last years due to the
antioxidant properties and the hepatoprotective effects, however, the (PhSe)2 hepatoprotection
mechanism remains unclear. So, this work was aimed to deepen into understanding of the effects of
(PhSe)2 on the mitochondrial dysfunction as well as the signaling pathway during the ALF induced by
APAP. Firstly, it was performed a comparative study between the organoselenium compound and the
classical antidote (N-acetylcysteine, NAC) in the liver homogenate. (PhSe)2 presented similar results
to the NAC reducing the oxidative damage markers, maintaining the GSH levels and enhancing the
survival after the APAP overdose. The treatment with (PhSe)2 reduced plasmatic levels of
transaminases (aspartate and alanine aminotransferase) and the morphological/histological changes. In
addition, (PhSe)2 was able to reduce significantly the oxidative damage such as lipid peroxidation,
reactive oxygen and nitrogen species generation, mitochondrial protein carbonylation and
mitochondrial viability after ALF induced by APAP. In this context, the levels of non enzymatic
antioxidants, such as GSH, and enzymatic antioxidants, such as catalase, Mn superoxide dismutase,
glutathione peroxidase and glutathione reductase remained to the control levels. In general, the results
noticed in this work the probably (PhSe)2 mechanism is closely related with the maintenance of
antioxidant defense system and inhibition of mitochondrial transition permeability (MPT) indicated by
reduction of mitochondrial swelling, activity preservation of respiratory complexes I, II and ATPase,
and maintenance of H+ gradient with the mitochondrial membrane potential (Δψm) generation. It was
observed that (PhSe)2 was able to limit the impairment of mitochondrial bioenergetics function with
the normalization of oxidative phosphorilation (OXPHOS) and activation of heat shock protein
pathway through the enhance of HSP70 levels, which in turn, modulates the MPT protecting the
mitochondrial viability. (PhSe)2 treatment was able to maintain the appropriated levels of cytokines
associated with the liver recovery, such as tumoral necrosis factor alfa (TNF-α), interleukin 6 (IL-6)
and nuclear factor kappa B (NF-κB). Moreover, the integrity of cellular bioenergetic function could be
associated with the increase of peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator (PGC-1α),
helping to restore the nuclear respiratory factor 1 (NRF1) levels associated with the mitochondrial
biogenesis. Finally, (PhSe)2 could be a useful therapeutic alternative that would contribute to the liver
recovery, controlling the quality of mitochondrial function and maintaining homeostasis and cellular
health. / A insuficiência hepática aguda (IHA) induzida por paracetamol (APAP) é um processo
complexo que envolve depleção de glutationa (GSH), mudanças no metabolismo energético e
disfunção mitocondrial, o que resulta na incapacidade de manter o funcionamento adequado do órgão.
Neste contexto, a utilização de compostos orgânicos de selênio como o difenil disseleneto (PhSe)2 tem
se destacado nos últimos anos, devido as propriedades antioxidantes e efeitos hepatoprotetores, no
entanto, o mecanismo pelo qual (PhSe)2 age não está totalmente esclarecido. Assim, este estudo busca
aprofundar nossos conhecimentos sobre as ações do (PhSe)2 na disfunção mitocondrial assim como a
sinalização intracelular durante a IHA induzida por APAP. Para tanto, estabelecemos primeiramente
um parâmetro comparativo entre o composto orgânico de selênio e o antídoto clássico (N-acetil
cisteina, NAC), em homogenato. O (PhSe)2 foi tão efetivo quanto NAC reduzindo os marcadores de
dano oxidativo, auxiliado na manutenção dos níveis de GSH e aumentando o tempo de sobrevivência
após a intoxicação por APAP. O tratamento com (PhSe)2 reduziu alterações morfológica, minimizou o
dano quando analisamos histologicamente o tecido hepático e determinou uma redução nos níveis
plasmáticos dos indicadores de dano hepatocelular (AST e ALT). Além disso, o (PhSe)2 foi eficaz na
redução significativa do dano oxidativo ao limitar a peroxidação lipídica, formação de espécies
reativas de oxigênio e nitrogênio, carbonilação de proteínas mitocondriais e viabilidade mitocondrial
após a IHA induzida por APAP. Neste contexto, os níveis de antioxidantes não enzimáticos, tais como
GSH, e enzimáticos, tais como as enzimas catalase, manganês superoxido dismutase, glutationa
peroxidase e glutationa redutase, também foram mantidos semelhantes ao grupo controle. Em geral os
resultados observados neste estudo indicam que um importante mecanismo pelo qual o (PhSe)2 exerce
os seus efeitos terapêuticos está relacionado a manutenção da atividade do sistema de defesa
antioxidante e inibição da transição de permeabilidade mitocondrial (MPT) indicados pela redução do
inchaço mitocondrial, preservação da atividade dos complexos respiratórios I, II e ATPase, e
manutenção do gradiente de H+ com a formação do potencial de membrana mitocondrial (Δψm).
Também observamos que o (PhSe)2 limita a perda do funcionamento bioenergético mitocondrial com a
manutenção dos níveis adequados de fosforilação oxidativa (OXPHOS) e ativa a via das proteínas do
choque térmico aumentando a expressão de HSP70, a qual apresenta um efeito modulador importante
sobre a MPT preservando a viabilidade mitocondrial. O tratamento com (PhSe)2 foi efetivo em
preservar níveis apropriados de citocinas envolvidas na recuperação do tecido hepático, tais como
fator de necrose tumoral alfa (TNF- α), interleucina 6 (IL-6) e fator nuclear kappa B (NF-κB). Além
disso, a manutenção bioenergética celular poderia estar associada com os elevados níveis
transcricionais do receptor gama ativado por proliferador de peroxissoma (PGC-1α) que auxilia a
restaurar os níveis de fator nuclear respiratório 1 (NRF1) os quais estão envolvidos no processo de
biogênese mitocondrial. Por fim, o (PhSe)2 poderia ser uma importante alternativa terapêutica a qual
auxiliaria na recuperação do fígado, controle de qualidade mitocondrial e manutenção da homeostase e
saúde celular.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4502 |
| Date | 26 February 2015 |
| Creators | Carvalho, Nélson Rodrigues de |
| Contributors | Soares, Félix Alexandre Antunes, Burger, Marilise Escobar, Oliveira, Mauro Schneider, Folmer, Vanderlei |
| 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/doctoralThesis |
| 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, 500, 300, 500, 500, 300, 3aef53b7-b173-4c56-a944-bed2de5e5dda, 45b8d9c9-2607-42f5-9528-566a8b73b098, 9ba38641-32d0-45d3-92ea-7987f1ae97da, cf98ddcb-3930-42cf-9437-be60eebd8056, 7996504d-094f-45d2-9281-a18534135d31 |
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