iNOS expression and osteocyte apoptosis in idiopathic, non- traumatic osteonecrosis

Background and purpose Non-traumatic osteonecrosis is a progressive disease with multiple etiologies. It affects younger individuals more and more, often leading to total hip arthroplasty. We investigated whether there is a correlation between inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression and osteocyte apoptosis in non-traumatic osteonecrosis. Patients and methods We collected and studied 20 human idiopathic, non-traumatic osteonecrosis femoral heads. Subchondral bone samples in the non-sclerotic region (n = 30), collected from osteoarthritis patients, were used as controls. Spontaneously hypertensive rats were used as a model for osteonecrosis in the study. We used scanning electron microscopy, TUNEL assay, and immunohistochemical staining to study osteocyte changes and apoptosis. Results The morphology of osteocytes in the areas close to the necrotic region changed and the number of apoptotic osteocytes increased in comparison with the same region in control groups. The expression of iNOS and cytochrome C in osteocytes increased while Bax expression was not detectable in osteonecrosis samples. Using spontaneously hypertensive rats, we found a positive correlation between iNOS expression and osteocyte apoptosis in the osteonecrotic region. iNOS inhibitor (aminoguanidine) added to the drinking water for 5 weeks reduced the production of iNOS and osteonecrosis compared to a control group without aminoguanidine. Interpretation Our findings show that increased iNOS expression can lead to osteocyte apopotosis in idiopathic, non-traumatic osteonecrosis and that an iNOS inhibitor may prevent the progression of the disease.

Association of NOS1AP variants and depression phenotypes in schizophrenia

Background The nitric oxide synthase 1 adaptor protein gene (NOS1AP) has previously been recognised as a schizophrenia susceptibility gene due to its role in glutamate neurotransmission. The gene is believed to inhibit nitric oxide (NO) production activated by the N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptor and reduced NO levels have been observed in schizophrenia patients. However, association studies investigating NOS1AP and schizophrenia have produced inconsistent results, most likely because schizophrenia is a clinically heterogeneous disorder. This study aims to investigate the association between NOS1AP variants and defined depression phenotypes of schizophrenia. Methods Nine NOS1AP SNPs, rs1415259, rs1415263, rs1858232, rs386231, rs4531275, rs4656355, rs4657178, rs6683968 and rs6704393 were genotyped in 235 schizophrenia subjects screened for various phenotypes of depression. Result One NOS1AP SNP (rs1858232) was associated with the broad diagnosis of schizophrenia and eight SNPs were associated with depression related phenotypes within schizophrenia. The rs1415259 SNP showed strong association with sleep dysregulation phenotypes of depression. Conclusion Results suggest that NOS1AP variants are associated with various forms of depression in schizophrenia and are more prevalent in males. Limitation Schizophrenia is a clinically heterogeneous disease that can vary greatly between different ethnic and geographic populations so our observations should be viewed with caution until they are independently replicated, particularly in larger patient cohorts.

Blood pressure lowering effects of Lactobacillus helveticus fermented milk containing bioactive peptides Ile-Pro-Pro and Val-Pro-Pro; mechanistic, kinetic and clinical studies

The purpose of the present study was to evaluate the effects of Lactobacillus helveticus fermented milk (peptide milk) containing the casein-derived tripeptides Isoleucyl-prolyl-proline (Ile-Pro-Pro) and Valyl-prolyl-proline (Val-Pro-Pro) on blood pressure and vascular function in hypertensive subjects. The peptide milk lowered systolic and diastolic blood pressure in long-term use in hypertensive subjects when blood pressure was measured by using 24-hour ambulatory blood pressure measurement (ABPM). The blood pressure lowering effect was seen with the dose of 50 mg of tripeptides, and a tendency for lowering blood pressure was also observed when the dose was 5 mg. No adverse effects compared to the placebo group were reported or detected in laboratory analysis. The effect of the peptide milk on arterial stiffness was shown using two different methods, the ambulatory arterial stiffness index (AASI) and pulse wave analysis (PWA). According to the AASI, arterial stiffness was significantly reduced in the peptide milk group compared to the baseline level, but the difference was not significant compared to the placebo group. PWA showed that the peptide milk reduced arterial stiffness significantly compared to the placebo group. Endothelium-independent relaxation (nitroglycerin) and endothelium-dependent relaxation (salbutamol) did not differ between the groups. The blood pressure lowering mechanisms of the tripeptides and the kinetics of Ile-Pro-Pro were investigated using spontaneously hypertensive rats (SHR) and Sprague-Dawley rats. Previous studies have suggested that the blood pressure lowering effect of the tripeptides Ile-Pro-Pro and Val-Pro-Pro is based on angiotensin-converting enzyme inhibition, but the present findings did not agree with these previous studies. It was shown in SHR that calcium, potassium and magnesium may also have an important role in attenuating the development of hypertension as part of the peptide milk effect. In addition, the present study suggests indirectly that improved endothelial nitric oxide release capacity is not the mechanism by which peptide milk mediates its favourable circulatory effects. The kinetics of Ile-Pro-Pro were studied using adult Sprague-Dawley rats. The results showed that orally administered Ile-Pro-Pro is absorbed at least partly intact from the gastrointestinal tract. Radiolabelled Ile-Pro-Pro was distributed in different tissues and considerable radioactivity levels were found in tissues related to the renin-angiotensin system (RAS), adrenals, aorta and kidneys. Ile-Pro-Pro does not bind to plasma proteins, and therefore it is possible that its blood pressure lowering effect is mediated by free Ile-Pro-Pro. In conclusion, consumption of the peptide milk lowers blood pressure and reduces arterial stiffness in hypertensive subjects. Ile-Pro-Pro can be absorbed partly intact from the gastrointestinal tract and might accumulate in tissues related to the RAS. The precise blood pressure lowering mechanism of peptide milk remains to be studied.

Salmonella pathogenicity island 2 mediates protection of intracellular Salmonella from reactive nitrogen intermediates.

Salmonella typhimurium causes an invasive disease in mice that has similarities to human typhoid. A type III protein secretion system encoded by Salmonella pathogenicity island 2 (SPI2) is essential for virulence in mice, as well as survival and multiplication within macrophages. Reactive nitrogen intermediates (RNI) synthesized by inducible nitric oxide synthase (iNOS) are involved in the control of intracellular pathogens, including S. typhimurium. We studied the effect of Salmonella infection on iNOS activity in macrophages. Immunofluorescence microscopy demonstrated efficient colocalization of iNOS with bacteria deficient in SPI2 but not wild-type Salmonella, and suggests that the SPI2 system interferes with the localization of iNOS and Salmonella. Furthermore, localization of nitrotyrosine residues in the proximity was observed for SPI2 mutant strains but not wild-type Salmonella, indicating that peroxynitrite, a potent antimicrobial compound, is excluded from Salmonella-containing vacuoles by action of SPI2. Altered colocalization of iNOS with intracellular Salmonella required the function of the SPI2-encoded type III secretion system, but not of an individual "Salmonella translocated effector." Inhibition of iNOS increased intracellular proliferation of SPI2 mutant bacteria and, to a lesser extent, of wild-type Salmonella. The defect in systemic infection of a SPI2 mutant strain was partially restored in iNOS(-/-) mice. In addition to various strategies to detoxify RNI or repair damage due to RNI, avoidance of colocalization with RNI is important in adaptation of a pathogen to an intracellular life style.

Noninvasive biomarkers for early smoking related lung disease

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a slowly progressive disease characterized by airway inflammation and largely irreversible airflow limitation. One major risk factor for COPD is cigarette smoking. Since the inflammatory process starts many years prior to the onset of clinical symptoms and still continues after smoking cessation, there is an urgent need to find simple non-invasive biomarkers that can be used in the early diagnosis of COPD and which could help in predicting the disease progression. The first aim of the present study was to evaluate the involvement of different oxidative/nitrosative stress markers, matrix metalloproteinases (MMPs) and their tissue inhibitor-1 (TIMP-1) in smokers and in COPD. Elevated numbers of inducible nitric oxide synthase (iNOS), nitrotyrosine, myeloperoxidase (MPO) and 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE) positive cells and increased levels of 8-isoprostane and lactoferrin were found in sputum of non-symptomatic smokers compared to non-smokers, and especially in subjects with stable mild to moderate COPD, and they correlated with the severity of airway obstruction. This suggests that an increased oxidant burden exists already in the airways of smokers with normal lung function values. However, none of these markers could differentiate healthy smokers from symptomatic smokers with normal lung function values i.e. those individuals who are at risk of developing COPD. In contrast what is known about asthma exhaled nitric oxide (FENO) was lower in smokers than in non-smokers, the reduced FENO value was significantly associated with neutrophilic inflammation and the elevated oxidant burden (positive cells for iNOS, nitrotyrosine and MPO). The levels of sputum MMP-8 and plasma MMP-12 appeared to differentiate subjects who have a risk for COPD development but these finding require further investigations. The levels of all studied MMPs correlated with the numbers of neutrophils, and MMP-8 and MMP-9 with markers of neutrophil activation (MPO, lactoferrin) suggesting that especially neutrophil derived oxidants may stimulate the tissue destructive MMPs already in lungs of smokers who are not yet experiencing any airflow limitation. When investigating the role of neutrophil proteases (neutrophil elastase, MMP-8, MMP-9) during COPD exacerbation and its recovery period, we found that levels of all these proteases were increased in sputum of patients with COPD exacerbation as compared to stable COPD and controls, and decreased during the one-month recovery period, giving evidence for a role of these enzymes in COPD exacerbations. In the last study, the effects of subject`s age and smoking habits were evaluated on the plasma levels of surfactant protein A (SP-A), SP-D, MMP-9 and TIMP-1. Long-term smoking increased the levels of all of these proteins. SP-A most clearly correlated with age, pack years and lung function decline (FEV1/FVC), and based on the receiver operating characteristic curve analysis, SP-A was the best marker for discriminating subjects with COPD from controls. In conclusion, these findings support the hypothesis that especially neutrophil derived oxidants may activate MMPs and induce an active remodeling process already in the lungs of smokers with normal lung function values. The marked increase of sputum levels of neutrophil proteases in smokers, stable COPD and/or during its exacerbations suggest that these enzymes play a role in the development and progression of COPD. Based on the comparison of various biomarkers, SP-A can be proposed to serve as sensitive biomarker in COPD development.

Anti-inflammatory activity of the ethanol extract of Dictamnus dasycarpus leaf in lipopolysaccharide-activated macrophages

Background: Dictamnus dasycarpus is widely used as a traditional remedy for the treatment of eczema, rheumatism, and other inflammatory diseases in Asia. The current study investigates the molecular mechanism of anti-inflammatory action of the ethanol extract of Dictamnus dasycarpus leaf (DE) in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated RAW 264.7 cells. Methods: Nitric oxide (NO) production was assessed by Griess reaction and the mRNA and protein expressions of pro inflammatory cytokines, transcription factor, and enzymes were determined by real-time RT-PCR and immunoblotting analysis. Results: DE (0.5 and 1 mg/mL) suppressed the NO production by 10 and 33%, respectively, compared to the untreated group in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. DE (0.5 and 1 mg/mL) reduced the mRNA expression of key transcription factor nuclear factor-kappa B by 7 and 24%, respectively compared to the untreated group in LPS activated macrophage. The pro inflammatory cytokines such as tumor necrosis factor a and interleukin 1 beta were also decreased by DE treatment. Moreover, the protein expression of pro inflammatory enzymes, inducible nitric oxide synthase and cyclooxygenase 2 were also dramatically attenuated by DE in a dose dependent manner. Conclusions: These results suggest that Dictamnus dasycarpus leaf has a potent anti-inflammatory activity and can be used for the development of new anti-inflammatory agents.

Electron flow through cytochrome P450

The cytochromes P450 (P450s) are a remarkable class of heme enzymes that catalyze the metabolism of xenobiotics and the biosynthesis of signaling molecules. Controlled electron flow into the thiolate-ligated heme active site allows P450s to activate molecular oxygen and hydroxylate aliphatic C–H bonds via the formation of high-valent metal-oxo intermediates (compounds I and II). Due to the reactive nature and short lifetimes of these intermediates, many of the fundamental steps in catalysis have not been observed directly. The Gray group and others have developed photochemical methods, known as “flash-quench,” for triggering electron transfer (ET) and generating redox intermediates in proteins in the absence of native ET partners. Photo-triggering affords a high degree of temporal precision for the gating of an ET event; the initial ET and subsequent reactions can be monitored on the nanosecond-to-second timescale using transient absorption (TA) spectroscopies. Chapter 1 catalogues critical aspects of P450 structure and mechanism, including the native pathway for formation of compound I, and outlines the development of photochemical processes that can be used to artificially trigger ET in proteins. Chapters 2 and 3 describe the development of these photochemical methods to establish electronic communication between a photosensitizer and the buried P450 heme. Chapter 2 describes the design and characterization of a Ru-P450-BM3 conjugate containing a ruthenium photosensitizer covalently tethered to the P450 surface, and nanosecond-to-second kinetics of the photo-triggered ET event are presented. By analyzing data at multiple wavelengths, we have identified the formation of multiple ET intermediates, including the catalytically relevant compound II; this intermediate is generated by oxidation of a bound water molecule in the ferric resting state enzyme. The work in Chapter 3 probes the role of a tryptophan residue situated between the photosensitizer and heme in the aforementioned Ru-P450 BM3 conjugate. Replacement of this tryptophan with histidine does not perturb the P450 structure, yet it completely eliminates the ET reactivity described in Chapter 2. The presence of an analogous tryptophan in Ru-P450 CYP119 conjugates also is necessary for observing oxidative ET, but the yield of heme oxidation is lower. Chapter 4 offers a basic description of the theoretical underpinnings required to analyze ET. Single-step ET theory is first presented, followed by extensions to multistep ET: electron “hopping.” The generation of “hopping maps” and use of a hopping map program to analyze the rate advantage of hopping over single-step ET is described, beginning with an established rhenium-tryptophan-azurin hopping system. This ET analysis is then applied to the Ru-tryptophan-P450 systems described in Chapter 2; this strongly supports the presence of hopping in Ru-P450 conjugates. Chapter 5 explores the implementation of flash-quench and other phototriggered methods to examine the native reductive ET and gas binding events that activate molecular oxygen. In particular, TA kinetics that demonstrate heme reduction on the microsecond timescale for four Ru-P450 conjugates are presented. In addition, we implement laser flash-photolysis of P450 ferrous–CO to study the rates of CO rebinding in the thermophilic P450 CYP119 at variable temperature. Chapter 6 describes the development and implementation of air-sensitive potentiometric redox titrations to determine the solution reduction potentials of a series of P450 BM3 mutants, which were designed for non-native cyclopropanation of styrene in vivo. An important conclusion from this work is that substitution of the axial cysteine for serine shifts the wild type reduction potential positive by 130 mV, facilitating reduction by biological redox cofactors in the presence of poorly-bound substrates. While this mutation abolishes oxygenation activity, these mutants are capable of catalyzing the cyclopropanation of styrene, even within the confines of an E. coli cell. Four appendices are also provided, including photochemical heme oxidation in ruthenium-modified nitric oxide synthase (Appendix A), general protocols (Appendix B), Chapter-specific notes (Appendix C) and Matlab scripts used for data analysis (Appendix D).

Efeitos do tratamento periodontal não-cirúrgico na via L-arginina-óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas

Estudos publicados nas duas últimas décadas sugerem um aumento do risco de doença cardiovascular (DCV) em pacientes com periodontite, mas os mecanismos fisiopatológicos dessa associação ainda não estão completamente esclarecidos. Uma vez que foi demonstrado aumento da ativação plaquetária e do estresse oxidativo na periodontite, o objetivo do presente estudo foi investigar a via L-arginina-óxido nítrico (NO)- guanosina monofosfato cíclica (GMPc) e parâmetros de estresse oxidativo em plaquetas de pacientes com periodontite, bem como avaliar o efeito do tratamento periodontal não-cirúrgico nessas variáveis. Um total de 10 pacientes sem periodontite (periodontalmente saudáveis ou com gengivite) e 10 pacientes com periodontite participaram do estudo. A avaliação clínica, laboratorial e experimental foi realizada no início do estudo e 90 dias após realização da terapia periodontal básica (grupo periodontite). A avaliação clínica periodontal incluiu registros de: profundidade de bolsa à sondagem (PBS), nível de inserção (NIC), percentual de placa e percentual de sangramento à sondagem. Os seguintes experimentos foram realizados: influxo de L-arginina; atividade e expressão das enzimas óxido nítrico sintase e da arginase; expressão das enzimas guanilato ciclase solúvel e fosfodiesterase 5; determinação dos níveis intraplaquetários de GMPc; agregação plaquetária; avaliação do estresse oxidativo (atividade oxidante total, atividade das enzimas antioxidantes catalase e da superóxido dismutase - SOD); medição dos níveis de proteína C reativa (CRP) e de fibrinogênio. Os resultados obtidos no início do estudo demonstraram ativação do influxo de L-arginina em plaquetas via sistema y+L nos pacientes com periodontite, bem como concentrações intraplaquetárias de GMPc diminuídas e aumento sistêmico da CRP. Após o tratamento periodontal, observou-se redução do percentual de sítios com PBS ≥ 6 mm, NIC 4-5 mm e NIC ≥ 6 mm, aumento nos níveis de GMPc, para níveis comparáveis aos dos pacientes sem periodontite, acompanhado por uma maior atividade das enzimas antioxidantes SOD e catalase. Os demais parâmetros avaliados não apresentaram alterações significativas tanto pré- quanto pós-tratamento. Esses resultados considerados em conjunto sugerem uma menor biodisponibilidade de NO em plaquetas na periodontite e que o tratamento periodontal não-cirúrgico foi capaz de reverter este quadro por um aumento das defesas antioxidantes. Portanto, alterações na via L-arginina-NO-GMPc e no estresse oxidativo podem levar à disfunção plaquetária, que poderia contribuir para um maior risco de DCV nos pacientes com periodontite.

Corpo carotídeo e hipertensão: alterações celulares e da matriz extracelular

O aumento de doenças cardiovasculares possui como fator primordial e, mais comum, o aumento da pressão arterial (PA). Esta, pode gerar complicações em outros órgãos e acarretar diversas patologias, podendo levar a morte. A hipertensão é uma síndrome multifatorial, cuja maior incidência ocorre em indivíduos obesos, sedentários e consumidores em excesso de bebidas alcoólicas e sal. O corpo carotídeo (CC) é um órgão quimiorreceptor localizado na bifurcação da artéria carótida, formado de estruturas básicas chamadas glomus. Cada glomus carotídeo é constituído de células tipo 1 envoltas por células tipo 2 ou sustentaculares. Este trabalho teve como objetivo analisar as alterações morfofuncionais que ocorrem no CC, causada por hipertensão arterial induzida pelo L-NAME, um inibidor da enzima óxido nítrico sintase. Para isso, o estudo utilizou 20 ratos Wistar divididos em dois grupos: controle (C) e L-NAME (LN). Após a administração de 40mg/kg/dia de L-NAME por 45 dias, o CC foi coletado. Observou-se aumento significativo da pressão arterial a partir da segunda semana de administração de L-NAME. Análise quantitativa mostrou uma redução no número de núcleos do glomus carotídeo e o aumento na área total do órgão no grupo LN. Não foi encontrado diferença significativa no número de núcleos totais do corpo carotídeo entre os grupos. Na análise morfológica do grupo LN, observamos a formação de vacúolos nas células tipo 1 do glomus, bem como uma redução do número total de núcleos das células de cada glomus carotídeo. A análise qualitativa sugeriu um aumento no número de fibras colágenas e fibras do sistema elástico na matriz extracelular e grânulos no grupo LN. Imunomarcações com anticorpo anti VEGF e NF-kB e nNOS mostram-se aumentadas e dispersas por todo CC no grupo LN em relação ao grupo C. Além disso, marcações para Substância-P também foram observadas em maior quantidade nas células tipo 1 do grupo LN. Quanto à marcação para PGP 9.5, houve a redução desta marcação caracterizada dentro do glomus carotídeo grupo LN comparado ao grupo C. O estudo sugere que o corpo carotídeo, em resposta à hipertensão induzida pela inibição da enzima óxido nítrico sintase, gera mudanças morfofisiológicas semelhantes as encontradas em hipóxia.

Malnutrição protéica e desenvolvimento hipocampal: estudo das implicações sobre memória/aprendizado e avaliação da distribuição da Óxido Nítrico Sintase

A nutrição inadequada é um dos principais fatores não-genéticos que afetam o desenvolvimento do encéfalo. O hipocampo é uma estrutura bastante sensível a alterações no aporte nutricional durante o desenvolvimento. No hipocampo a óxido nítrico sintase (ONS) é uma enzima altamente expressa e o óxido nítrico (ON) já foi apontado como tendo papel fundamental na potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD), responsáveis pelo processo de memória e aprendizado. Neste trabalho estudamos o efeito da malnutrição no comportamento associado à memória e aprendizado e na distribuição da ONS, através da técnica da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato diaforase (NADPH-d). O presente trabalho foi aprovado pelo COMITÊ DE ÉTICA (CEA/055/2009). Foram utilizados ratos Wistar machos, divididos em dois grupos: grupo controle (GC) e grupo malnutrido (GM). A malnutrição se deu através da administração, para a mãe, de uma ração com 0% de proteína durante os 10 primeiros dias de lactação, iniciando-se no dia do nascimento dos filhotes. O GC recebeu ração comercial (22% de proteína). Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P10, P20, P30, P45 e P90 (n=5 para cada idade e grupo estudado), sendo então realizada a histoquímica da NADPH-d para avaliar a distribuição da ONS. A avaliação dos comportamentos associados à ansiedade foi realizada através do labirinto em cruz elevado (LCE), o comportamento associados à busca por novos estímulos foi medida através do campo vazado (CV) e a memória/aprendizado foi avaliada através do labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB) em animais P40 (n=10 para cada grupo) e P90 (n=11 para cada grupo). No GM em P10 observamos maior densidade de células NADPHd+ no giro denteado. Em P20, a marcação para NADPH-d no GM foi menor e esse padrão foi mantido em P30 e P45. No GM em P90 não observamos efeitos da dieta. Em P10, no GM observamos menor número de corpos marcados no stratum pyramidale (SPy). Em P20 o SPy encontrava-se intensamente marcado em ambos os grupos. Em P30 GM observamos maior número de células marcadas no SPy. Entretanto em P45, ambos os grupos apresentaram poucos corpos marcados. Em P90, o GM apresentou mais células marcadas no SPy. Não foram observadas diferenças significativas nas variáveis analisadas para o LCE. O GM em P90 explora maior número de orifícios, tanto na periferia (F=8,1; gl=1; P=0,014) quanto no número total (F=7,5; gl=1; P=0,017). Não foram observadas diferenças significativas para as variáveis analisadas no CV em P40. No teste de memória/aprendizagem foram observadas diferenças significativas entre o GM e o GC na latência de escape no 1 dia de testes em P90 (F=5,2; gl=1; P=0,033), com o GM apresentando melhor desempenho quando comparado ao GC. Esses valores podem ser explicados pela redução da latência para encontrar a plataforma de escape no GM. Não foram observadas diferenças significativas no LAROB em P40. Nossos resultados demonstram que a malnutrição protéica restrita aos 10 primeiros dias da lactação altera a distribuição da NADPH-d no hipocampo. A malnutrição afetou o comportamento dos animais em P40. Por outro lado, em P90 os primeiro dia de teste, sugerindo que o efeito observado está mais associado à novidade do ambiente de teste.

Alterações eritrocitárias induzidas pelo exercício físico

Evidências crescentes têm demonstrado que o exercício prejudica a estrutura da membrana eritrocitária, como consequência do aumento do estresse físico e químico. O óxido nítrico (NO) derivado dos eritrócitos afeta a fluidez da membrana e a sua biodisponibilidade depende do equilíbrio entre a sua síntese e eliminação por espécies reativas de oxigênio. Nós investigamos se o exercício realizado em diferentes intensidades afetaria biodisponibilidade do NO eritrocitário e se levaria a um quadro de estresse oxidativo. Dez homens (26 4 anos, VO2pico 44,1 4,3 mL.kg-1.min-1) realizaram um teste cardiopulmonar máximo em esteira e um teste de exercício submáximo a 70% VO2pico durante 30 min. O sangue foi coletado em repouso e imediatamente após os exercícios para isolamento dos eritrócitos. O exercício máximo aumentou a contagem de eritrócitos, hemoglobina e hematócrito, sem levar a qualquer alteração na massa corporal que pudesse sugerir hemoconcentração devido a uma redução do volume plasmático. Observou-se uma diminuição do influxo de L-arginina depois do teste submáximo, mas não no teste máximo. No entanto, a atividade da óxido nítrico sintase, ou seja, a produção de NO, foi aumentada após o teste máximo. Os níveis de GMPc não se alteraram após ambos os teste de exercício. Em relação aos biomarcadores de estresse oxidativo, o exercício submáximo reduziu a oxidação proteica e aumentou a atividade da catalase e a expressão da glutationa peroxidase, enquanto que o exercício máximo levou a uma maior peroxidação lipídica e diminuição da atividade da SOD. Nem a atividade glutationa peroxidase ou a expressão NADPH oxidase foram afetadas pelo exercício. Estes resultados sugerem que o exercício induziu alterações no estresse oxidativo de eritrócitos, que parecem estar mais associadas com a intensidade do que a duração do execicio. Além disso, nas intensidades recomendadas para a promoção da saúde, o exercício mostrou ser protetor, aumentando a atividade e a expressão de enzimas antioxidantes importantes e reduzindo os danos oxidativos.

Avaliação morfofuncional do complexo hipocampal em ratos submetidos a um modelo de hipóxia-isquemia pré-natal

A diminuição do aporte de oxigênio e nutrientes na vida perinatal resulta em danos, como astrogliose, morte de neurônios e de células proliferativas. Déficits cognitivos podem estar relacionados a danos no hipocampo. Neste trabalho avaliamos a citoarquitetura do giro dentado (DG) durante o desenvolvimento e a memória de ratos submetidos à HI. Para tal, utilizamos a técnica de imunohistoquímica para marcador de proliferação celular (KI67), neurônio jovem (DCX), de astrócitos (GFAP) e de óxido nítrico sintase neuronal (NOSn). Para avaliar a memória de curta e de longa duração foi utilizado o teste de reconhecimento de objetos (RO). Ratas Wistar grávidas em E18 foram anestesiadas (tribromoetanol) e as quatro artérias uterinas foram ocluídas com grampos de aneurisma (Grupo HI). Após 45 minutos, os grampos foram removidos e foi feita a sutura por planos anatômicos. Os animais do grupo controle (SHAM) sofreram o mesmo procedimento, excetuando a oclusão das artérias. Os animais nasceram a termo. Animais com idades de 7 a 90 dias pós-natal (P7 a P90), foram anestesiados e perfundido-fixados com paraformaldeído a 4%, e os encéfalos submetidos ao processamento histológico. Cortes coronais do hipocampo (20m) foram submetidos à imunohistoquímica para KI67, DCX, GFAP e NOSn. Animais P90 foram submetidos ao RO. Os procedimentos foram aprovados pelo comitê de ética (CEA/019/2010). Observamos menor imunomarcação para KI67 no giro dentado de animais HI em P7. Para a marcação de DCX nesta idade não foi observada diferença entre os grupos. Animais HI em P15, P20 e P45 tiveram menor imunomarcação para DCX e Ki67 na camada granular. Animais P90 de ambos os grupos não apresentaram marcação para KI67 e DCX. Vimos aumento da imunomarcação para GFAP nos animais HI em todas as idades. A imunomarcação para NOSn nos animais HI foi menor em todas as idades. O maior número de células NOSn positivas foi visto em animais P7 em ambos os grupos na camada polimórfica. Em P15, animais HI apresentam células NOSn+ em todo o DG. Em P30 animais HI apresentam células NOSn+ nas camadas polimórfica e sub-granular. Animais adultos (P90) de ambos os grupos apresentam células NOSn positivas apenas nas camadas granular e sub-granular. Embora animais HI P90 não apresentaram déficits de memória, estes apresentaram menor tempo de exploração do objeto. Comportamento correspondente a déficits de atenção em humanos. Nossos resultados sugerem que HI perinatal diminui a população de células proliferativas, de neurônios jovens, de neurônios NOSn+, além de causar astrogliose e possivelmente déficits de atenção. O modelo demonstrou ser útil para a compreensão dos mecanismos celulares das lesões hipóxico-isquêmicas e pode ser usado para testar estratégias terapêuticas.

Effects of tetrabrominated diphenyl ether and hexabromocyclododecanes in single and complex exposure to hepatoma HepG2 cells

This study was designed to determine cytotoxic effects of PBDE-47 and HBCDs individually or with a mixture of both compounds exposure to Hep G2 cells. The results showed PBDE-47 and HBCDs induced increase of nitric oxide synthase (NOS) activity, release of NO. dissipation of mitochondria membrane potential and cell apoptosis. Exposure to HBCDs induced ROS formation. Moreover, preincubation with PTIO (NO scavanger) and N-acetylcysteine (ROS scavanger) partially reversed cytotoxic effects of these compounds. The possible mechanism is that PBDE-47 and HBCDs could boost generation of NO and/or ROS, impact mitochondria, and result in start-ups of apoptosis program. Cells exposed to mixture of both compounds and each of them showed non-apoptotic rate significant difference, but the combination of them caused more adverse effects on cells. These results Suggest that PBDE-47 and HBCDs in single and complex exposure have the cytotoxic activity of anti-proliferation and induction of apoptosis in tumor cells in vitro. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of hexachlorobenzene on antioxidant status of liver and brain of common carp (Cyprinus carpio)

Hexachlorobenzene (HCB)-induced oxidative damages have been published in rats while the effects have not yet been reported in fishes. Juvenile common carps (Cyprinus carpio) were exposed to waterborne HCB from 2 to 200 mu g l(-1) for 5, 10 or 20 days. Liver and brain were analyzed for various parameters of oxidative stress. There were no significant changes of glutathione (GSH) content and superoxide dismutase (SOD) activity in liver after 5 or 10 days exposure, whereas obvious drops were observed at higher concentrations after 20 days exposure. Significant decreases of GSH content and SOD activity in brain were found during all the exposure days. In brain, HCB also significantly elevated the contents of reactive oxygen species (ROS), thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS, as an indicator of lipid peroxidation products), glutathione disulfide (GSSG), and activities of nitric oxide synthase (NOS), glutathione peroxidase (GPx), and glutathione reductase (GR), and inhibited activities of acetylcholinesterase (AchE) and glutathione S-transferase (GST). The results clearly demonstrated that environmentally possible level of HCB could result in oxidative stress in fish and brain was a sensitive target organ of HCB toxicity. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

辐射诱导的HeLa细胞旁效应信号通路研究

随着肿瘤认识的不断深入，肿瘤外科学、肿瘤放射治疗学、肿瘤化学治疗学构成了现代肿瘤治疗学的三大支柱，而放射治疗学的研究对于肿瘤的治疗有重要的临床意义。本文通过对HeLa进行辐射来观察其产生的旁效应信号通路，从而对临床工作的起到一定的帮助。辐照过的细胞通过释放信号分子引起周围未辐照细胞产生一系列的生物学反应的现象，称之为辐射诱导的旁效应。活性氧（Reactive oxygen species, ROS）和一氧化氮（Nitric oxide, NO）是辐射诱导的旁效应信号通路中的两个重要信号分子。本文研究了这两种重要的信号分子在辐射诱导的HeLa细胞旁效应信号通路中的关系。通过微核实验，我们发现X射线以及12C6+ 辐照过的HeLa细胞及其旁观者细胞的微核形成明显增加，而1%的二甲亚砜（Dimethyl sulfoxide，DMSO，ROS清除剂）预处理X射线辐照的细胞则显著抑制了受辐照细胞及其旁观者细胞的微核形成。1 Gy的X射线辐照能够抑制细胞的增殖速率而0.5%和1%的DMSO预处理则能减少X射线的增殖抑制作用，并且DMSO预处理的效果与浓度有关：1%的DMSO比0.5%的DMSO处理更大程度的恢复了受辐照细胞的增殖速率。另一方面，接受条件培养基（Conditioned medium）的旁观者细胞的增殖速率增加，而DMSO预处理产生条件培养基的受辐照细胞则使旁观者细胞的增殖速率降低，且DMSO预处理的效果同样与其浓度相关：浓度越高，条件培养基的刺激生长作用越小。Western blotting和DAF-FM DA荧光探针检测分别显示了辐照过后细胞的诱导型一氧化氮合酶（Inducible nitric oxide synthase, iNOS）和NO水平均升高，而DMSO预处理则降低其水平。因此，我们推测在X射线辐照的HeLa细胞旁效应信号通路当中ROS是NO的上游信号。另外，我们采用培养基转移后立即加DMSO或BMS－345541（IKK/NF-κB抑制剂）的方法研究了旁观者细胞当中的旁效应信号通路。我们发现DMSO和BMS－345541均显著抑制了旁观者细胞的NO水平。因此，在旁观者细胞当中ROS与NF-κB均为NO的上游信号