Cyclic nitroxides inhibit the toxicity of nitric oxide-derived oxidants: mechanisms and implications

The substantial therapeutic potential of tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) and related cyclic nitroxides as antioxidants has stimulated innumerous studies of their reactions with reactive oxygen species. In comparison, reactions of nitroxides with nitric oxide-derived oxidants have been less frequently investigated. Nevertheless, this is relevant because tempol has also been shown to protect animals from injuries associated with inflammatory conditions, which are characterized by the increased production of nitric oxide and its derived oxidants. Here, we review recent studies addressing the mechanisms by which cyclic nitroxides attenuate the toxicity of nitric oxidederived oxidants. As an example, we present data showing that tempol protects mice from acetaminophen-induced hepatotoxicity and discuss the possible protection mechanism. In view of the summarized studies, it is proposed that nitroxides attenuate tissue injury under inflammatory conditions mainly because of their ability to react rapidly with nitrogen dioxide and carbonate radical. In the process the nitroxides are oxidized to the corresponding oxammonium cation, which, in turn, can be recycled back to the nitroxides by reacting with upstream species, such as peroxynitrite and hydrogen peroxide, or with cellular reductants. An auxiliary protection mechanism may be down-regulation of inducible nitric oxide synthase expression. The possible therapeutic implications of these mechanisms are addressed.

Oxidative DNA damage induced by S(IV) in the presence of Cu(II) and Cu(I) complexes

The DNA damage induced by S(IV) in the presence of some Cu(II) complexes in air saturated solution was investigated. The addition of S(IV) to an air saturated solution containing CuII GGA (GGA = glycylglycyl-L-alanine), CuII G3 (G3 = triglycine) or CuII G4 (G4 = tetraglycine) and Ni(II) traces, causes rapid formation of the respective Cu(III) complex, with simultaneous O2 uptake and S(IV) oxidation. SO3•- and HO• were detected by EPR-spin trapping experiments. The DNA strand breaks were attributed to the oxysulfur radicals formed. In the reduction of Cu(II)/BCA (BCA = 4,4' dicarboxy-2-2'-biquinoline) by S(IV), with CuI BCA complex formation, there is the possible formation of carbon centered radical of BCA or peroxyl radical (ROO•) capable of oxidizing DNA bases. The intensity of DNA damage in the presence of these Cu(II) complexes and S(IV) (10-300 µmol L-1) followed the order: CuII BCA ∼ CuII G4 ∼ Cu(II) (added as Cu(NO3)2) > CuII G3 ∼ CuII GGA. Specifically for CuII BCA the damage occurred even at lower S(IV) concentration (0.1 µmol L-1). For the Cu(II) complexes with glycylglycylhistidine, glycylhistidylglycine, glycylhistidyllysine and glycylglycyltyrosylarginine the Cu(III) formation and the DNA damage was not observed.

Polychaete assemblage of an impacted estuary, Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil

Thirty-eight stations were sampled in Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil, to assess the spatio-temporal diversity and biomass of sublittoral polychaetes. Samples were collected during the dry (September 2000) and rainy season (May 2001) in shallow sublittoral sediments. The polychaete spatial composition showed a heterogeneous distribution throughout the bay. A negative gradient of diversity and biomass was observed towards the inner parts of the bay and sheltered areas. A wide azoic area was found inside the bay. Some high-biomass and low-diversity spots were found near a sewage-discharge point. In these areas, the polychaete biomass increased after the rainy season. A diversified polychaete community was identified around the bay mouth, with no dramatic changes of this pattern between the two sampling periods. Deposit-feeders were dominant in the entire study area. The relative importance of carnivores and omnivores increased towards the outer sector, at stations with coarse sediment fractions. Guanabara Bay can be divided into three main zones with respect to environmental conditions and polychaete diversity and biomass patterns: A) High polychaete diversity, hydrodynamically exposed areas composed of sandy, oxidized or moderately reduced sediments with normoxic conditions in the water column. B) Low diversity and high biomass of deposit and suspension-feeding polychaete species in the middle part of the bay near continental inflows, comprising stations sharing similar proportions of silt, clay and fine sands. C) Azoic area or an impoverished polychaete community in hydrodynamically low-energy areas of silt and clay with extremely reduced sediments, high total organic matter content and hypoxic conditions in the water column, located essentially from the mid-bay towards the north sector. High total organic matter content and hypoxic conditions combined with slow water renewal in the inner bay seemed to play a key role in the polychaete diversity and biomass. Sedimentation processes and organic load coming from untreated sewage into the bay may have negatively affected the survivorship of the fauna.

O efeito da restrição calórica na longevidade

A restrição calórica (RC) é uma das formas de intervenção nutricional mais amplamente discutida para se estender o tempo de vida em uma variedade de espécies, inclusive seres humanos. A RC parece reduzir a incidência de doenças relacionadas à idade. O mecanismo clássico que poderia explicar o efeito do consumo calórico no envelhecimento está relacionado à redução da gordura corporal e à sinalização da insulina, somada às espécies reativas de oxigênio produzidas durante a respiração que causam danos oxidativos ao DNA e ao RNA das células, promovendo o processo de envelhecimento e o aumento do risco de doenças. No entanto, o efeito da RC na longevidade em humanos ainda não está bem estabelecido e mais estudos são necessários para que os mecanismos celulares e moleculares responsáveis pelos efeitos terapêuticos da restrição calórica sejam elucidados. Além disso, é necessário diferenciar os efeitos benéficos da restrição calórica daqueles relacionados a hábitos alimentares saudáveis.

Vitaminas e minerais com propriedades antioxidantes e risco cardiometabólico: controvérsias e perspectivas

No processo celular de obtenção de energia, são gerados compostos chamados espécies reativas de oxigênio (ERO) que, em excesso, podem causar danos celulares. Estresse oxidativo resulta do desequilíbrio no estado de óxido-redução a favor da oxidação. Dos mecanismos de defesa antioxidante, participam enzimas endógenas e algumas vitaminas e minerais. A vitamina E encontra-se no plasma e na partícula de LDL, protegendo lipídeos da oxidação. Estudos observacionais relataram associação inversa entre ingestão de vitamina E e risco cardiometabólico (RCM). Entretanto, ensaios clínicos não comprovaram a eficácia de sua suplementação nos desfechos cardiometabólicos. A vitamina C participa do sistema de regeneração da vitamina E, mantendo o potencial antioxidante plasmático. Dados sobre os benefícios de sua suplementação na redução do risco cardiometabólico são inconclusivos. A atividade antioxidante dos carotenoides é responsável, em parte, por seu papel protetor contra doenças cardiovasculares e cânceres. A suplementação desse nutriente também não trouxe resultados consistentes no que se refere à redução do RCM. A participação do zinco e do selênio na defesa antioxidante vem sendo estudada mais recentemente, mas a sua suplementação em indivíduos com níveis séricos normais e ingestão adequada na dieta desses minerais não parece ser necessária. De um modo geral, há muita controvérsia sobre o papel desses micronutrientes no RCM. Estudos epidemiológicos sugerem que o consumo de substâncias antioxidantes provenientes da dieta ou dietas ricas em frutas e hortaliças diminui o RCM. Mais estudos são necessários antes de se recomendar o uso de antioxidantes isolados na forma de suplementos para tal finalidade.

Influência do local de nascimento e do transporte sobre a morbimortalidade de recém-nascidos prematuros

OBJETIVO: Verificar a influência do local de nascimento e do transporte sobre a morbimortalidade de recém-nascidos prematuros na Região Sul do Brasil. MÉTODOS: Estudo de coorte com recém-nascidos prematuros transferidos para a unidade de tratamento intensivo de referência (grupo transporte = 61), tendo sido acompanhados até a alta. Os dados sobre o atendimento no hospital de origem e transporte foram obtidos no momento da internação. Esse grupo foi comparado com neonatos da maternidade de referência, pareados por idade gestacional (grupo controle = 123), tendo como desfecho primário o óbito e desfechos secundários as alterações da glicemia, temperatura e saturação de oxigênio no momento da internação e a incidência de enterocolite necrosante, displasia broncopulmonar e sepses. Na associação entre as variáveis e o desfecho, foi utilizado o risco relativo. Foi adotado um nível de significância de α = 5% e β = 90%. RESULTADOS: A distância média percorrida foi de 91 km. A idade gestacional média foi de 34 semanas. Entre os recém-nascidos transferidos, 23% (n = 14) não tiveram atendimento pediátrico na sala de parto. No transporte, 33% dos recém-nascidos foram acompanhados por pediatra, e os equipamentos utilizados foram: incubadora (57%), bomba de infusão (13%), oxímetro (49%) e aparelho para aferição da glicemia (21%). O grupo transporte apresentou maior incidência de hiperglicemia, risco relativo (RR) = 3,2 (2,3-4,4), hipoglicemia, RR = 2,4 (1,4-4,0), hipertermia, RR = 2,5 (1,6-3,9), e hipoxemia, RR = 2,2 (1,6-3,0). Foram observados 18% de óbitos no grupo dos transferidos e 8,9% no grupo controle, RR = 2,0 (1,0-2,6). CONCLUSÕES: A pesquisa expõe deficiências no atendimento e transporte dos recém-nascidos, sendo necessária uma melhor organização do atendimento perinatal e do transporte na região nordeste do Rio Grande do Sul.

Outflow occlusion for circulatory arrest in dogs

The purpose of this study was to evaluate the possibility of producing circulatory arrest by occlusion of the pulmonary trunk as an alternative to the venous inflow occlusion through the left hemithorax. Eight healthy mongrel dogs were divided in two groups. Group I underwent 4 minutes of outflow occlusion and Group II was submitted to 8 minutes of circulatory arrest. Outflow occlusion was performed through left thoracotomy and pericardiotomy by passing a Rumel tourniquet around the pulmonary trunk. Physical examination, electrocardiography, echocardiography, blood gas analyses, hemodynamic, and oxygen transport variables were obtained before and after the procedure. The dogs from Group I did not have any clinical, electrocardiographic, echocardiographic, or hemo-dynamic abnormalities after anesthetic recover. In the Group II, only one dog survived, which had no clinical, electrocardiographic, or echocardiographic abnormalities. In this last dog, just after releasing the occlusion, it was detected increases in the following parameters: heart rate (HR), systolic, diastolic and mean arterial blood pressure (SAP; DAP; MAP), pulmonary artery pressure (PAP), pulmonary wedge pressure (PWP), central venous pressure (CVP), cardiac output (CO), systolic index (SI), cardiac index (CI), left and right ventricular stroke work (LVSW; RVSW), oxygen delivery index (DO2), oxygen consumption index (VO2), and oxygen extraction (O2 ext). Moreover, the oxygen content of arterial and mixed venous blood (CaO2; CvO2), and the arterial and mixed venous partial pressure of oxygen (PaO2; PvO2) were decreased 5 minutes after circulatory arrest. Outflow occlusion is a feasible surgical procedure for period of 4 minutes of circulatory arrest.

Electrocardiographic study on geriatric dogs undergoing general anesthesia with isoflurane

The purpose of this study was to clarify the degree of influence of anesthetic agents commonly used during anesthesia on the heart conduction systems of geriatric dogs, with or without the presence of electrocardiographic changes in the pre-anesthetic electrocardiogram and also to determine the possible causes of ST-segment and T-wave changes during anesthesia, by monitoring ventilation and oxygenation. 36 geriatric dogs were evaluated. In addition to electrocardiographic evaluation, the pre-anesthetic study included serum levels of urea, creatinine, total protein, albumin and electrolytes. The pre-anesthetic medication consisted of acepromazine (0.05mg kg-1) in association with meperidine (3.0mg kg-1) by IM injection. Anesthesia was induced with propofol (3.0 to 5.0mg kg-1) by IV injection and maintained with isoflurane in 100% oxygen. During the anesthesia, the animals were monitored by continued computerized electrocardiogram. Systemic blood pressure, heart rate, respiratory rate, end-tidal carbon dioxide, partial pressure of carbon dioxide in arterial blood, arterial oxygen saturation, partial pressure of arterial oxygen and oxygen saturation of hemoglobin were closely monitored. During maintenance anesthesia, normal sinus rhythm was more common (78%). ST-segment and T-wave changes during the anesthetic procedure were quite common and were related to hypoventilation. The use of isoflurane did not result in arrhythmia, being therefore a good choice for this type of animal; Electrocardiographic findings of ST-segment and T-wave changes during the maintenance anesthesia were evident in animals with hypercapnia, a disorder that should be promptly corrected with assisted or controlled ventilation to prevent complicated arrhythmias.

A hepcidina como parâmetro bioquímico na avaliação da anemia por deficiência de ferro

A anemia por deficiência de ferro caracteriza-se como o mais prevalente problema nutricional em todo o mundo. Nesta revisão reuniu-se informações a respeito do metabolismo da hepcidina, avaliando-se seu valor como parâmetro bioquímico na anemia por deficiência de ferro. Realizou-se um levantamento bibliográfico nas bases de dados PUBMED e LILACS, período 2006-2010, referentes à hepcidina como um biomarcador para a regulação do metabolismo do ferro. Foram localizados 35 estudos publicados em revistas internacionais e um estudo sobre o assunto em revista nacional. A produção de hepcidina é regulada homeostaticamente pela anemia e hipóxia. Quando a oferta de oxigênio está inadequada ocorre diminuição do nível de hepcidina. Consequentemente, maior quantidade de ferro proveniente da dieta e dos estoques dos macrófagos e hepatócitos se tornam disponíveis. A hepcidina possui a função de se ligar à ferroportina, regulando a liberação do ferro para o plasma. Quando as concentrações de hepcidina estão baixas, as moléculas de ferroportina são expostas na membrana plasmática e liberam o ferro. Quando os níveis de hepcidina aumentam, a hepcidina liga-se às moléculas de ferroportina induzindo sua internalização e degradação, e o ferro liberado diminui progressivamente. Aparentemente o desenvolvimento do diagnóstico e terapia da anemia baseados no bioindicador hepcidina pode oferecer uma abordagem mais efetiva. Estudos epidemiológicos são necessários para comprovar o valor da hepcidina no diagnóstico diferencial das anemias, incluindo protocolos de amostragem para análise, com padronização similar às utilizadas em outras avaliações bioquímicas, e estabelecimento de pontos de corte para a expressão urinária e plasmática desse peptídeo

O papel das selenoproteínas no câncer

Evidências têm demonstrado que distúrbios do metabolismo são comuns em células tumorais, levando ao aumento do estresse oxidativo. A elevação na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) associada à baixa atividade antioxidante tem sido relacionada a vários tipos de câncer. O selênio, micronutriente antioxidante, pode funcionar como um agente antimutagênico, prevenindo transformações malignas de células normais. Realizou-se um levantamento bibliográfico no período 2000 a 2009 mediante consulta à base de dados PubMed (National Library of Medicine´s Medline Biomedical Literature, USA), selecionando-se 39 artigos que avaliaram a relação entre câncer, estresse oxidativo e suplementação com selênio. O efeito protetor desse mineral é especialmente associado à sua presença na glutationa peroxidase e na tioredoxina redutase, enzimas protetoras do DNA e outros componentes celulares contra o dano oxidativo causado pelas EROs. Vários estudos têm demonstrado a expressão reduzida destas enzimas em diversos tipos de câncer, principalmente quando associados a uma baixa ingestão de selênio, que pode acentuar os danos causados. A suplementação de selênio parece ocasionar redução do risco de alguns tipos de câncer diminuindo o estresse oxidativo e o dano ao DNA. No entanto, mais estudos são necessários para esclarecer as doses de selênio adequadas para cada situação (sexo, localização geográfica e tipo de câncer)

Proteção da comunidade aquática em efluente tratado por tanques de estabilização de resíduos no rio São Lourenço em São Lourenço da Serra, Vale do Ribeira, estado de São Paulo

O tratamento de esgotos de pequenas cidades por lagoas de estabilização é uma maneira simples, eficiente e de baixo custo. Os esgotos são uma fonte de contaminação das águas e solos e, conseqüentemente, contribuem para a transmissão de doenças, além de serem uma ameaça à preservação do meio ambiente. Surge a necessidade de investigar as condições dos efluentes lançados nos cursos d´água. O presente trabalho tem como objetivo realizar uma investigação da qualidade das águas residuárias tratadas por lagoas de estabilização de uma estação de tratamento de esgoto localizadas no município de São Lourenço da Serra no Vale da Ribeira no Estado de São Paulo e verificar os riscos sanitários e a comunidade aquática no Rio São Lourenço da Serra. Foram realizadas amostragens para avaliar o conjunto de lagoas anaeróbia e facultativa da estação de tratamento de esgoto do Município de São Lourenço da Serra. Os parâmetros utilizados foram pH, temperatura do ar e da água, condições climáticas, demanda bioquímica de oxigênio e nitrogênio amoniacal, bactérias termotolerantes, pigmentos fotossintéticos e comunidade zooplanctônica. Verificou-se que s sistemas de lagoa anaeróbia e facultativa foram eficientes na produção de efluente e apresentou alguns valores de acordo com a Resolução Conama nº 357, que estabelecem os valores limites para lançamento em corpos d´água. O rio São Lourenço está localizado em uma área de proteção ambiental. Os dados são comparados aos limites estabelecidos na Classe 1 e 2 e demonstram processo de eutrofização, colocando em risco à biodiversidade aquática e a saúde da população

Dinâmica populacional: variação sazonal dos grupos funcionais fitoplanctônicos em reservatórios brasileiros (Billings e Guarapiranga, São Paulo)

A comunidade fitoplanctônica pode funcionar como sensor das variações do ambiente aquático respondendo rapidamente as essas alterações. Em sistemas aquáticos continentais é comum a coexistência de espécies que possuem as mesmas necessidades ecológicas e apresentam as mesmas tolerâncias ambientais, tais grupos de espécies fitoplanctônicas são denominados grupos funcionais. O uso de grupos funcionais fitoplanctônicos para avaliar tais alterações tem se mostrado muito útil e eficaz. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a ocorrência de grupos funcionais fitoplanctônicos em dois reservatórios (Billings e Guarapiranga) que suprem de água milhões de pessoas na Região Metropolitana de São Paulo, Sudeste do Brasil. As amostras foram coletadas mensalmente na superfície da coluna d'água e foram analisadas as variáveis físicas, químicas e biológicas (análises qualitativa e quantitativa do fitoplâncton). Os maiores valores de biovolume (mm3.L-1) das espécies descritoras e grupos funcionais foram representados por Anabaena circinalis (H1), Microcystis aeruginosa (LM/M) e Mougeotia sp. (T) no Reservatório Guarapiranga e por Cylindrospermopsis raciborskii (SN), Microcystis aeruginosa e M. panniformis (LM/M), Planktothrix agardhii e P. cf. clathrata (S1) no Reservatório Billings. Os principais fatores ambientais que interferiram na dinâmica do fitoplâncton foram: temperatura da água, zona eufótica, turbidez, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, nitrato e fósforo total