Análise de desempenho, expressão de proteínas de choque térmico e estresse oxidativo induzidos pelo treinamento físico de musculação em indivíduos jovens, e sua repercussão no perfil imunológico e lipídico

O exercício físico é constantemente utilizado como coadjuvante em tratamentos de saúde, funcionais ou até mesmo estéticos. Normalmente prescrito em séries múltiplas, o treinamento de musculação, a partir da década de 90, passou a ser praticado também em séries simples, com iguais objetivos de hipertrofia e desempenho físico. Entretanto, a melhor aptidão de saúde também passou a ganhar uma forte atenção, em especial para benefícios cardiovasculares e metabólicos. O exercício físico é uma forma de estresse celular, uma vez que incrementa o metabolismo oxidativo e proporciona a geração de espécies ativas do oxigênio que podem causar lesão celular dependendo da intensidade e duração da atividade física. Proteínas de choque térmico (HSP) são proteínas expressas universalmente nas células sob condições de estresse, como choque térmico, privação de glicose e exposição a agentes indutores de estresse oxidativo, como espécies ativas do oxigênio. Estes fatos justificam a expressão de HSP, particularmente da família de 70 kDa (HSP70), no tecido muscular após o exercício físico. Já a adaptação ao exercício físico reduz a expressão de HSP70 no músculo enquanto que indivíduos treinados mostram redução na expressão de HSP70 em leucócitos circulantes. Desta forma, investigamos, neste trabalho, a expressão da HSP70 em leucócitos circulantes de indivíduos submetidos a diferentes seriações em comparação com a funcionalidade do sistema imunológico e o estresse oxidativo induzido por este treinamento. Comparamos ainda, o desempenho físico e a composição corporal nas diferentes seriações, e correlacionamos os resultados de composição corporal com o perfil lipídico dos participantes Voluntários adultos saudáveis foram treinados 3 vezes por semana a 75% da carga máxima (CM) em séries simples (SS) ou múltiplas (SM), por 12 semanas com incremento de carga a cada 4 semanas. Os indivíduos foram avaliados antes, durante e ao final do protocolo de treinamento. Foram avaliados a composição corporal, a força e a resistência muscular, o perfil lipídico, estresse oxidativo, a expressão de HSP70 e o perfil imunológico. Ao final das 12 semanas de treinamento o grupo SS melhorou a composição corporal, a resistência muscular, e o perfil lipídico. Durante o desenvolvimento do treinamento observou-se contínua melhora do estresse oxidativo e do perfil imunológico no grupo SS e melhora no perfil imunológico do grupo SM, sendo que o grupo SS obteve melhor desempenho imunológico que o SM. Quanto à indução de HSP70, observou-se que o grupo SS não induziu maior expressão, enquanto que, o grupo SM aumentou a expressão de HSP70. Desta forma, na intensidade e período utilizados para o treinamento, o grupo SS mostrou ser mais eficiente que o grupo SM para os parâmetros avaliados, incluindo melhora no perfil imunológico.

Efeitos in vivo do ácido metilmalônico sobre o comportamento de ratos no labirinto aquático de morris e in vitro sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo e sobre as atividades dos complexos I-IV da cadeia respiratória em homogeneizado de tecidos de ratos

A acidemia metilmalônica é uma desordem metabólica hereditária caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo tecidual de ácido metilmalônico (MMA) e clinicamente por deterioração neurológica progressiva e falência renal. Os avanços no tratamento dessa doença alcançados nos últimos anos possibilitaram uma diminuição significativa na mortalidade dos mesmos. Entretanto, a morbidade continua alta, pois a maioria dos pacientes afetados por acidemia metilmalônica, mesmo recebendo o melhor tratamento disponível no momento, apresenta graus variáveis de comprometimento do sistema nervoso central refletido em retardo mental e atraso no desenvolvimento psicomotor. No presente estudo investigamos os efeitos in vivo da administração crônica do MMA em ratos Wistar durante o seu desenvolvimento (do 5º ao 28º dia de vida pós-natal) sobre o comportamento dos mesmos na tarefa do labirinto aquático de Morris. A tarefa foi realizada após um período de recuperação dos animais de 30 dias com o intuito de verificar dano neurológico permanente ou de longa duração nos animais. O labirinto aquático de Morris é uma tarefa bastante útil para a avaliação de aprendizado e memória espaciais. O protocolo da tarefa foi ligeiramente modificado para servir ao propósito de nosso trabalho, ou seja, o de avaliar o efeito da administração crônica de drogas sobre o comportamento de ratos. Verificamos que a administração crônica de MMA não provocou efeito no peso corporal, velocidade de natação e na fase de aquisição da tarefa. Porém, o tratamento prejudicou o desempenho dos animais no treino reverso, o que é condizente com comportamento perseverativo. Também avaliamos o efeito do ácido ascórbico, que foi administrado isoladamente ou em combinação com o MMA para testarmos se o estresse oxidativo poderia estar relacionado com as alterações comportamentais observadas no grupo tratado com MMA. Observamos que este antioxidante preveniu as alterações comportamentais provocadas pelo MMA, indicando que o estresse oxidativo pode estar envolvido com o efeito encontrado. Passamos então a avaliar o efeito in vitro do MMA sobre parâmetros de estresse oxidativo, mais especificamente na técnica de dosagem de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), que é um parâmetro de lipoperoxidação, e sobre o potencial antioxidante total do tecido (TRAP) e a reatividade antioxidante do tecido (TAR), que são parâmetros de defesas antioxidantes teciduais. O MMA na concentração de 2,5 mM aumentou a lipoperoxidação in vitro em homogeneizado de estriado e hipocampo de ratos e diminuiu o TRAP e o TAR em homogeneizado de estriado de ratos. Tais resultados indicam fortemente que o MMA induz estresse oxidativo. Finalmente investigamos o efeito in vitro do MMA sobre a atividade enzimática dos complexos da cadeia respiratória em várias estruturas cerebrais e em órgãos periféricos em ratos de 30 dias de vida no sentido de melhor esclarecer os mecanismos fisiopatológicos dos danos teciduais desta doença. Verificamos que o MMA causou uma inibição significativa da atividade do complexo II da cadeia respiratória em estriado e hipocampo quando baixas concentrações de sucinato foram utilizadas no meio de incubação. Além disso, verificamos que este efeito inibitório do MMA sobre o complexo II ocorreu somente após exposição do homogeneizado ao ácido por pelo menos 10 minutos, além do que esta inibição não foi prevenida pela co-incubação com o inibidor da óxido nítrico sintetase Nω- nitro-L-argininametilester (L-NAME) ou por uma associação de catalase e superóxido dismutase. Estes resultados sugerem que as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio mais comuns não estão envolvidas neste efeito, tornando improvável que a inibição do complexo II da cadeia respiratória seja mediada por estresse oxidativo. O MMA também causou uma inibição do complexo II-III em estriado, hipocampo, rim, fígado e coração; e inibiu o complexo I-III em fígado e rim. O complexo IV não foi afetado pela incubação com o ácido em nenhuma das estruturas testadas. Portanto, tomados em seu conjunto, estes resultados indicam que o MMA bloqueia a cadeia respiratória. Os resultados de nosso trabalho indicam que a administração crônica de MMA em ratos em desenvolvimento provocou alterações comportamentais de longa duração provavelmente mediadas por radicais livres, pois tais alterações foram prevenidas pelo antioxidante ácido ascórbico. O MMA também induziu estresse oxidativo in vitro em estriado e hipocampo e inibiu de forma diferenciada os complexos da cadeia respiratória nos tecidos estudados, sendo que as estruturas mais vulneráveis a esta ação foram o estriado e o hipocampo. Finalmente, nossos resultados sugerem que antioxidantes podem ajudar a prevenir, ou pelo menos atenuar, os danos teciduais provocados pelo MMA na acidemia metilmalônica.

Influência do hipotireoidismo no dano oxidativo e nas defesas antioxidantes

O hipotireoidismo é uma doença que tem grande impacto sobre o metabolismo basal dos tecidos, reduzindo o consumo de O2 e geração de energia. Por essa razão, a sua relação com a produção de espécies ativas de oxigênio (EAO) é extremamente importante, uma vez que com a diminuição da utilização de O2, possivelmente, ocorra uma redução na geração das EAO. Portanto, trabalhamos com a hipótese de que havendo decréscimo na síntese de radicais livres, o dano oxidativo ficaria menos evidente nos diferentes tecidos de hipotireoideos. Foram utilizados ratos Wistar, pesando cerca de 170 g divididos em dois grupos distintos: hipotireoideos e eutireoideos. O hipotireoidismo foi induzido pelo procedimento cirúrgico denominado de tireoidectomia. Cabe salientar, que os animais eutireoideos foram submetidos somente à simulação da cirurgia (sham operated). Transcorridas quatro semanas da tireoidectomia, os ratos tiveram seu sangue coletado e seus órgãos (coração e fígado) removidos. Foram feitas análises bioquímicas do dano oxidativo através da medida da lipoperoxidação (TBA-RS e Quimiluminescência) e da oxidação das proteínas (dosagem das carbonilas). Medidas de defesas antioxidantes enzimáticas (atividade e concentração das enzimas catalase, superóxido dismutase, glutationa peroxidase e glutationa–S–transferase) e não enzimáticas (através da medida da capacidade antioxidante total -TRAP) também foram realizadas. Os resultados, da quantificação da lipoperoxidação, demonstraram a diminuição das cifras de TBA-RS e Quimiluminescência no sangue e tecido cardíaco dos ratos tireoidectomizados em relação ao grupo eutireoideo. No entanto, no tecido hepático não houve alteração deste parâmetro. A oxidação das proteínas também foi menor no plasma dos animais hipotireoideos. Por outro lado, o TRAP e a atividade das enzimas antioxidantes se apresentaram em declínio no grupo hipotireoideo em relação ao grupo eutireoideo, no miocárdio e nos eritrócitos. Todavia, no tecido hepático, somente a catalase demonstrou decréscimo da atividade catalítica nos hipotireoideos. As concentrações das enzimas antioxidantes superóxido dismutase e glutationa–S–transferase, medidas por Western Blott, foram menores no coração e sangue, e inalteradas no fígado. Esses resultados sugerem que o estado hipometabólico, causado pela deficiência dos hormônios da tireóide, pode levar à redução dos danos oxidativos aos lipídeos e às proteínas. Entretanto, não podemos afirmar que o estresse oxidativo dos animais hipotireoideos seja inferior aos eutireoideos, porque as defesas antioxidantes também estão reduzidas nestes animais.

Comparação de parâmetros de dano oxidativo em atletas profissionais de voleibol de quadra, jogadores de vôlei de praia e indivíduos não treinados, quando submetidos a exercício em cicloergômetro

Radical livre é qualquer substância, átomo ou molécula capaz de existir independente, e que possua elétrons desemparelhados em seu último orbital energético. Uma vez formados, começam uma série de reações, podendo levar a danos em biomoléculas (lipídeos, proteínas e também o DNA). Os radicais livres podem ser gerados, entre outras formas, pelo exercício físico aeróbio, que eleva o consumo de oxigênio (VO2) entre 10-15 vezes mais que em situação de repouso, essa elevação induz uma maoir atividade mitocondrial, onde aproximadamente 5% do oxigênio utilizado na mitocôndria, como aceptor de eletrons, é liberado na forma de superóxido. Porém, especula-se que as espécies reativas de oxigênio, são geradas no exercício anaeróbio por um aumento na atividade da xantina oxidase, pela liberação de prótons, provocada pela acidose láctica (que em estudos in vitro, mostrou ser um potente fator pró-oxidante), por uma atividade aumentada da óxido nítrico sintase, pela autooxidação de catecolaminas, pela síndrome de esquemia/reperfusão, entre outras fontes. O organismo, para se proteger desses danos oxidativos, possui dois tipos de proteção antioxidante, a enzimática: como a catalase, a superóxido dismutase e a glutationa peroxidase, e o sistema antioxidante não-enzimatico, onde, podemos citar dentro de uma vasta lista: ácido úrico, vitaminas E, A e C, bilirrubina, albumina e compostos fenólicos, entre outros. O treinamento físico induz adaptações antioxidante ao organismo dos indivíduos, onde os sujeitos são expostos cronicamente a condição de estresse oxidativo, que é onde a formação de espécies reativas de oxigênio é maior que a capacidade protetora, e isto faz com que ocorra um aumento na atividade ou conteúdo dos antioxidantes, ou então que a produção desses oxidantes seja menor. Com isso, o objetivo desse estudo foi comparar o estresse oxidativo induzido pelo exercício, através de aspectos bioquímicos e fisiológicos comparando atletas profissionais de voleibol de quadra, jogadores de vôlei de praia e indivíduos não treinados. Todos os sujeitos foram voluntários, do sexo masculino, não fumantes, sem fazer uso de drogas/suplementos/medicamentos, não ingeriram bebidas alcoólicas, assim como também não praticaram atividade física exaustiva 48 h antes dos testes. Os sujeitos executaram um teste máximo de carga progressiva para determinar o consumo máximo de oxigênio, servindo para determinação da carga do teste aeróbio submáximo de 1 hora, que foi igual para todos os voluntários (10% abaixo do segundo limiar ventilatório), além do teste anaeróbio Wingate com 30 segundos de duração. Os indivíduos receberam a prescrição de uma dieta padrão, que se constituiu 100% da RDA para cada indivíduo.

Suco de laranja e vitamina C : efeito sobre a estabilidade genômica

Existem evidências crescentes indicando a associação entre dietas ricas em frutas e vegetais e a diminuição da incidência de câncer. O suco de laranja (OJ) pode ser incluído entre os alimentos com potencial quimioprotetor e seu estudo é muito relevante pelo amplo consumo desta bebida. O OJ possui vários nutrientes e compostos bioativos com atividades antioxidante, antimutagênica, anticarcinogênica e antiaterogênica, entre outras. A vitamina C (Vit C) é um dos nutrientes mais abundantes no OJ, e o único nutriente que pode ser provido em quantidade superior à recomendação diária por uma única porção de 200 mL de OJ. A Vit C, a exemplo de outros componentes do OJ, pode ser tanto benéfica quanto maléfica para os sistemas biológicos, dependendo do contexto metabólico. Neste sentido, vários nutrientes presentes no OJ têm sido identificados como mutagênicos ou carcinogênicos, especialmente quando administrados de forma isolada. Este estudo utilizou o ensaio Cometa alcalino em sangue de camundongos (in vivo) para avaliar: 1) a genotoxicidade do OJ e da Vit C; 2) a genotoxicidade do FeSO4 e do CuSO4: 3) o efeito modulador do OJ e da Vit C sobre a genotoxicidade do FeSO4 e CuSO4, bem como do metilmetanosulfonato (MMS) e da ciclofosfamida (CP). A versão alcalina do ensaio Cometa foi utilizada para avaliar o dano no DNA em células brancas do sangue periférico de camundongos. Adicionalmente, os níveis de cobre e ferro no sangue e no fígado dos camundongos tratados com metais e OJ foram avaliados pela metodologia de PIXE (Particle-Induced X-ray Emission). Grupos com pelo menos 6 camundongos (metade de cada sexo) foram tratados por gavage com uma ou duas doses de água (controle), CP, MMS, FeSO4 ou CuSO4. OJ (0.1 mL/Kg) foi administrado tanto antes (pré-tratamento) quanto após a administração das substâncias-teste (pós-tratamento). A Vit C (1 e 30 mg/Kg) foi administrada apenas no pós-tratamento. O dano no DNA foi avaliado 24 e 48 h após o início do tratamento. Após 24 h, o OJ induziu um suave aumento no dano no DNA, enquanto a Vit C foi genotóxica (30 mg/Kg > 1 mg/Kg). O tratamento duplo com Vit C (a 0 e a 24 h) induziu uma resposta genotóxica cumulativa a 48 h, que foi mais intensa para a dose maior. O FeSO4 e o CuSO4 foram genotóxicos após 24 h, mas tiveram seu dano efetivamente reparado após 48 h do tratamento. O pré-tratamento com OJ reduziu a genotoxicidade do FeSO4 e do CuSO4 (efeito preventivo). O pós-tratamento com OJ também reduziu a genotoxicidade do CuSO4 (efeito reparador). O OJ mostrou tanto efeito preventivo quanto reparador sobre a genotoxicidade do MMS. O OJ teve apenas efeito reparador sobre a CP. Ambas doses de Vit C aumentaram os danos no DNA causados pelo FeSO4 e pelo CuSO4. Adicionalmente, os níveis de cobre e ferro no sangue e no fígado dos camundongos tratados com metais e OJ foram avaliados pela metodologia de PIXE (Particle-Induced X-ray Emission). Grupos com pelo menos 6 camundongos (metade de cada sexo) foram tratados por gavage com uma ou duas doses de água (controle), CP, MMS, FeSO4 ou CuSO4. OJ (0.1 mL/Kg) foi administrado tanto antes (pré-tratamento) quanto após a administração das substâncias-teste (pós-tratamento). A Vit C (1 e 30 mg/Kg) foi administrada apenas no pós-tratamento. O dano no DNA foi avaliado 24 e 48 h após o início do tratamento. Após 24 h, o OJ induziu um suave aumento no dano no DNA, enquanto a Vit C foi genotóxica (30 mg/Kg > 1 mg/Kg). O tratamento duplo com Vit C (a 0 e a 24 h) induziu uma resposta genotóxica cumulativa a 48 h, que foi mais intensa para a dose maior. O FeSO4 e o CuSO4 foram genotóxicos após 24 h, mas tiveram seu dano efetivamente reparado após 48 h do tratamento. O pré-tratamento com OJ reduziu a genotoxicidade do FeSO4 e do CuSO4 (efeito preventivo). O pós-tratamento com OJ também reduziu a genotoxicidade do CuSO4 (efeito reparador). O OJ mostrou tanto efeito preventivo quanto reparador sobre a genotoxicidade do MMS. O OJ teve apenas efeito reparador sobre a CP. Ambas doses de Vit C aumentaram os danos no DNA causados pelo FeSO4 e pelo CuSO4. processado e armazenado de forma a preservar o seu potencial biológico é um alimento sugerido como uma das porções de uma dieta equilibrada (contendo pelo menos 5 porções de frutas e vegetais), recomendada para uma vida saudável e longeva.

Análise da associação dos herbicidas Metribuzin e Cloazone como modelo para o estudo do sinergismo entre herbicidas

Hipotetiza-se que haja sinergismo na associação de herbicidas inibidores do fotossistema II e da síntese de carotenóides, pelos seus mecanismos de ação específicos. Com o objetivo de demonstrar a existência de sinergismo na associação de herbicidas pertencentes a estes dois grupos foram conduzidos trabalhos em laboratório, casa-de-vegetação e a campo. Em laboratório avaliou-se a interação de metribuzin e clomazone através da estimativa do estresse oxidativo gerado pela associação, em plantas de girassol, com a determinação dos níveis de malondialdeído e extravasamento eletrolítico. Em casa-de-vegetação, plantas de girassol foram tratadas com os mesmos herbicidas e foram tomadas amostras para eletromicrografias que produziram visualização dos cloroplastos tratados e não tratados. Também foram aplicados tratamentos a fim de permitir a formação de curvas de resposta às doses dos mesmos herbicidas, com a representação das doses causadoras de 50% de efeito em isobologramas. Avaliou-se também o impacto da associação metribuzin e clomazone sobre as relações de interferência entre soja e girassol, pelo delineamento dialélico A campo foram conduzidos experimentos de controle de Bidens pilosa infestando a cultura da soja com os herbicidas metribuzin e clomazone. Para avaliar a seletividade das associações, conduziu-se experimentos com a cultura da soja, onde testou-se metribuzin e clomazone e com a cultura do milho, testando-se atrazine e isoxaflutole. Nos trabalhos com malondialdeído, extravasamento eletrolítico e eletromicrografias, obteve-se sinergismo valendo-se do método de Colby. No ensaio de curvas de resposta, a variável massa seca apresentou probabilidade de sinergismo de 0,90 em uma combinação. No dialélico, a associação dos produtos reduziu a tolerância da soja ao metribuzin e à sua associação com clomazone. No controle de B. pilosa, as variáveis percentual de cobertura e controle demonstraram sinergismo pelo método de Limpel. Na avaliação de seletividade, não se observou nenhum dano resultante da associação dos herbicidas.

Curso temporal da hipertensão induzida pelo bloqueio da síntese do óxido nítrico : avaliações hemodinâmicas e bioquímicas

Neste estudo observamos os efeitos do bloqueio crônico do óxido nítrico por uma (1s), duas (2s) e quatro (4s) semanas de tratamento sobre a pressão arterial, freqüência cardíaca e o controle reflexo da circulação. O bloqueio crônico do óxido nítrico pela L-nitro-arginina-metil-éster (L-NAME), na água de beber, aumentou a pressão arterial média (PAM) em mmHg (1s=144; 2s=153 e 4s=167) de maneira tempo-dependente, quando comparado ao grupo controle (c=102). Tal aumento foi acompanhado pelo aumento de consumo de L-NAME e pelo aumento da relação peso do coração/peso corporal, um índice de hipertrofia cardíaca. A freqüência cardíaca (FC) basal não foi diferente entre os grupos tratados e o controle. O reflexo comandado pelos pressorreceptores estava atenuado significativamente (c=-4,17; 1s=-2,72; 2s=-2,10 e 4s=2,41) nos animais tratados, enquanto o reflexo cardiopulmonar estava exacerbado, de forma semelhante, em todos os grupos tratados. É possível que a atenuação do baroreflexo esteja relacionada ao aumento da sensibilidade do reflexo cardiopulmonar onde houve tanto aumento da resposta bradicárdica em bpm (c=-77; 1s=-109; 2s=-114 e 4s=-122) quanto da resposta hipotensora em mmHg (c=-14; 1s=-28; 2s=-29 e 4s=-31) . A resposta hipertensora comandada pelos quimiorreceptores estava diminuída enquanto a resposta de bradicardia praticamente não se alterou. Em todos os reflexos testados a bradicardia reflexa estava normal ou aumentada. As respostas reflexas normalmente associadas à ativação do ramo simpático do sistema nervoso autônomo estavam reduzidas enquanto os quimiorreceptores e os barorreceptores foram estimulados. Já a resposta de hipotensão mediada pelos cardiopulmonares estava aumentada nos animais hipertensos. Esses dados em conjunto sugerem um aumento tônico da atividade simpática periférica reduzindo a reserva para respostas excitatórias e facilitando as respostas inibitórias. Alterações do sistema renina angiotensina como aumento da atividade da renina plasmática nos animais tratados por duas semanas, não se correlacionaram com as alterações de PAM ou do controle reflexo da FC. A atividade da enzima de conversão da angiotensina I (ECA) se correlacionou positivamente com a hipertrofia cardíaca. Não foram observadas alterações da ECA pulmonar e da aorta. Alterações da atividade das enzimas antioxidantes mostraram variações tempo-dependentes que culminaram, no grupo de quatro semanas, com redução do estresse oxidativo expresso pela quimiluminescência. Neste tempo de tratamento, o aumento da atividade da enzima superóxido dismutase indica um papel para o ânion superóxido na fisiopatologia desse modelo de hipertensão. Finalizando, o bloqueio da síntese do óxido nítrico em ratos, pela administração crônica de L-NAME durante uma, duas e quatro semanas na água de beber, induziu hipertrofia cardíaca e aumentou a PAM. Esse aumento foi maior após 4 semanas de tratamento. Entretanto, diferentemente do que esperávamos, as alterações do controle reflexo da circulação encontradas após uma semana, não foram diferentes das encontradas em 4 semanas, com exceção do quimiorreflexo, que foi menor só na segunda e quarta semanas.

Efeito da administração de arginina sobre o metabolismo energético em cérebro de ratos adultos

A hiperargininemia é um erro inato do ciclo da uréia causado pela deficiência na atividade da arginase hepática. Esta doença é caracterizada bioquimicamente pelo acúmulo tecidual de arginina (Arg). Retardo mental e outras alterações neurológicas, cujos mecanismos são ainda desconhecidos, são sintomas comuns em pacientes hiperargininêmicos. O óxido nítrico (NO) é gerado em todas as células do sistema nervoso central (SNC) pela enzima óxido nítrico sintase (NOS), a qual, na presença de oxigênio molecular, tetraidrobiopterina e outros cofatores, catalisa a conversão de Arg em NO e citrulina. Em condições normais, o NO desempenha importante papel fisiológico no SNC, como por exemplo, na liberação de neurotransmissores e expressão gênica. Quando há formação excessiva, o NO torna-se um importante mediador de neurotoxicidade Trabalhos realizados em nosso laboratório mostraram que a administração aguda de Arg em ratos diminui a atividade da Na+,K+-ATPase e aumenta o estresse oxidativo cerebral. Outros estudos mostraram que a administração de Arg prejudica a memória em ratos. Estes resultados foram prevenidos pelo Nϖ-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME), um inibidor competitivo da NOS, sugerindo que a administração de Arg altera estes parâmetros através do NO e/ou estresse oxidativo. Considerando que a administração de Arg aumenta o estresse oxidativo e que estudos mostram que o NO inibe a cadeia de transporte de elétrons provavelmente comprometendo a produção de energia, no presente trabalho, nós investigamos o efeito da administração aguda de Arg sobre alguns parâmetros do metabolismo energético (produção de CO2, captação de glicose, produção de lactato e atividades da succinato desidrogenase, complexo II e IV da cadeia respiratória) em hipocampo de ratos. Também testamos o efeito do L-NAME sobre os efeitos produzidos pela Arg Ratos adultos de 60 dias foram tratados com uma única injeção intraperitoneal de Arg, de acordo com o protocolo estabelecido por Buchmann e colaboradores (1996). A dose de Arg (0,8 g/Kg) usada atinge níveis plasmáticos semelhantes àqueles encontrados em pacientes hiperargininêmicos (1,5 mM). Os resultados do presente trabalho mostraram que a administração de Arg aumentou significativamente a produção de lactato e diminuiu a produção de CO2 e a captação de glicose, bem como as atividades da succinato desidrogenase e do complexo II, e que a injeção simultânea de L-NAME preveniu estes efeitos, exceto a produção de CO2 e a produção de lactato. No entanto, não houve alteração na atividade da citocromo c oxidase (complexo IV). Se estes achados também ocorrerem em humanos, pode-se presumir que a Arg prejudica o metabolismo energético, possivelmente através da geração de radicais livres induzida pela formação de NO e/ou da formação de poliaminas, contribuindo assim para a disfunção cerebral observada na hiperargininemia.

Alterações bioquímicas e comportamentais em ratos submetidos ao modelo químico experimental de hiperhomocisteinemia

A homocistinúria é uma doença metabólica hereditária causada pela deficiência severa na atividade da enzima cistationina β-sintase e é bioquimicamente caracterizada pelo acúmulo tecidual de homocisteína e metionina. Retardo mental, deficiência cognitiva, isquemia, convulsões e aterosclerose são achados clínicos comuns em pacientes homocistinúricos. No entanto, os mecanismos fisiopatológicos da doença são pouco conhecidos. Modelos animais experimentais de erros inatos do metabolismo são úteis para compreender a fisiopatologia dessas doenças em humanos. No nosso laboratório, já foram criados alguns modelos animais de algumas doenças metabólicas hereditárias, como, por exemplo, fenilcetonúria e hiperprolinemia tipo II. A Na+,K+-ATPase é uma enzima fundamental responsável pela manutenção do gradiente iônico necessário para a excitabilidade neuronal e consome de 40 a 60% do ATP formado no cérebro. Essa enzima é inibida por radicais livres e sua atividade está diminuída na isquemia cerebral, epilepsia e em doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer. A diminuição de energia cerebral e o estresse oxidativo têm sido associados com algumas doenças que afetam o sistema nervoso central, como as doenças de Alzheimer, Parkinson e Huntington e isquemia cerebral. Por outro lado, a homocisteína tem sido considerada um fator de risco para o aparecimento dessas doenças. No sentido de ampliar o conhecimento das alterações bioquímicas envolvidas na gênese da disfunção neurológica característica da homocistinúria, esse trabalho teve como principal objetivo desenvolver um modelo químico experimental de hiperhomocisteinemia em ratos. Utilizando esse modelo, verificamos a atividade da Na+,K+-ATPase e alguns parâmetros de metabolismo energético (produção de CO2, captação de glicose, produção de lactato e atividades das enzimas succinato desidrogenase e citocromo c oxidase) em hipocampo de ratos. A aprendizagem e a memória na tarefa do labirinto aquático de Morris foram avaliadas em ratos submetidos ao modelo químico experimental de hiperhomocisteinemia. Nesse trabalho, também estudamos o efeito in vitro dos metabólitos acumulados na homocistinúria, homocisteína e metionina, sobre a atividade da Na+,K+-ATPase e sobre alguns parâmetros de metabolismo energético (produção de CO2, captação de glicose, produção de lactato e atividade da enzima citocromo c oxidase). Além disso, o efeito in vitro da homocisteína sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo (potencial antioxidante total (TRAP), substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e atividades das enzimas antioxidantes catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase) em hipocampo de ratos foi investigado. O tratamento crônico foi realizado do 6o ao 28o dia de vida, através de administrações subcutâneas de homocisteína, duas vezes ao dia, com intervalos de 8 horas. As doses de homocisteína administradas foram escolhidas com o objetivo de induzir concentrações plasmáticas de 0,4 a 0,5 mM, semelhantes àquelas encontradas em pacientes homocistinúricos. Através desse tratamento, também foram induzidas concentrações elevadas de homocisteína no cérebro de ratos. Os controles receberam solução salina em volumes semelhantes. Os resultados mostram que a administração crônica de homocisteína inibiu a atividade da Na+,K+-ATPase de membrana plasmática sináptica, a produção de CO2 e a captação de glicose, assim como as atividades das enzimas succinato desidrogenase e citocromo c oxidase em hipocampo de ratos. Os animas tratados com homocisteína também apresentaram diminuição de memória na tarefa do labirinto aquático de Morris. Além disso, a homocisteína e a metionina inibiram a atividade da Na+,K+-ATPase de hipocampo de ratos in vitro. Estudos cinéticos sobre a inibição da Na+,K+-ATPase, causada pela homocisteína, também foram realizados. Os resultados mostraram que a homocisteína inibe a enzima de forma não-competitiva com o ATP como substrato. Também foi verificado que a incubação de homogeneizados de hipocampo com homocisteína diminuiu a atividade da Na+,K+-ATPase e que a incubação simultânea com alguns antioxidantes, tais como glutationa, ditiotreitol, cisteína e a enzima antioxidante superóxido dismutase preveniram esse efeito. Os metabólitos acumulados na homocistinúria também alteraram alguns parâmetros de metabolismo energético cerebral (produção de CO2 e lactato, captação de glicose e atividades das enzimas succinato desidrogenase e citocromo c oxidase) in vitro. Além disso, verificou-se que a homocisteína in vitro diminuiu o TRAP e aumentou a quantidade de TBARS, um marcador de lipoperoxidação, mas não alterou as atividades das enzimas antioxidantes catalase, superóxido dismutase e glutationa peroxidase. Os achados sugerem que a inibição da atividade da Na+,K+-ATPase, a diminuição do metabolismo energético e o aumento do estresse oxidativo podem estar relacionados com as disfunções neurológicas características dos pacientes homocistinúricos.

O envolvimento do marcador inflamatório Heme Oxigenêse-1 na carciinogênese experimental de esôfago

Sabe-se que o refluxo crônico pode induzir lesão mucosa, estimular a proliferação de células e promover tumorigênese no esôfago distal. Ainda não é sabido por que apenas uma parcela dos pacientes com refluxo esofágico progrediram para uma metaplasia intestinal (Esôfago de Barrett) e adenocarcinoma. O estresse oxidativo parece exercer um papel importante nessa progressão . Assim sendo, examinamos o padrão de expressão da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), enzima indutora do estresse oxidativo, em peças de esôfago obtidos de um estudo experimental com ratos que avaliou o papel do refluxo gástrico e duodenoesofágico na carcinogênese esofágica. Métodos: Uma amostra de três (3) peças de esôfago de cada grupo de ratos submetidos a tratamentos diferentes tiveram a expressão da enzima Heme Oxigenase-1 avaliada através de imunohistoquímica. Os ratos foram divididos nos seguintes grupos: (1) cardioplastia para induzir refluxo predominantemente gástrico, (2) anastomose esofagoduodenal para induzir refluxo duodenal, (3) sem tratamento, (4) cardioplastia+dietilnitrosamina (DEN), (5) anastomose esofagoduodenal +DEN, (6) DEN. Resultados: Não houve desenvolvimento de câncer ou metaplasia intestinal nos animais que não foram expostos ao refluxo de conteúdo duodenal. A expressão de HO-1 foi observada apenas em ratos submetidos à anastomose esofagoduodenal (Grupos 2 e 5) e a análise da média de intensidade de fluorescência demonstrou uma diferença significante de expressão de HO-1 (4,8 e 4,6 vezes respectivamente) comparando-se ao controle (Grupo 3) (p<0,05). O alvo principal para expressão da HO-1 foram as células inflamatórias dentro do tumor ou em áreas subepiteleiais. Os ratos expostos ao refluxo gástrico não desenvolveram tumores ou expressaram a HO-1. Conclusões: A esofagite de refluxo induzida por refluxo esofágico com conteúdo duodenal provocou estresse oxidativo considerável e pode desempenhar um papel importante na carcinogênese esofágica. O refluxo gástrico não foi suficiente para induzir estresse oxidativo neste modelo experimental.

Efeitos tóxicos e genotóxicos do cloreto de estanho (SnCl2) em bactéria e levedura

A genotoxicidade do SnCl2 foi avaliada nos ensaios Salmonella/Microssoma, WP2 Mutoxiteste e com a utilização de linhagens haplóides e diplóides de S. cerevisiae. O presente estudo pôde demonstrar, claramente, que o SnCl2 apresenta um potencial tóxico e uma significativa atividade mutagênica em diferentes ensaios de reversão. O mutante rad52D, deficiente no mecanismo de reparação recombinacional, incapaz de reparar quebras simples e duplas no DNA, foi o mais sensível. As células tratadas com Sn2+ formaram agregados que levaram a uma superestimativa da toxicidade, quando não corretamente desfeitos. Ensaios de inativação corretos, nas doses de 25 mM e 75 mM de SnCl2, foram obtidos através da desagregação das células com EDTA ou tampão fosfato. O Sn2+ induziu reversão na levedura, nos lócus his1-798 (células diplóides), his1-208 e lys-1-1 (células haplóides), bem como mutação no quadro de leitura em células haplóides no lócus hom3-10. Em células diplóides, o SnCl2 induziu recombinação mitótica intragênica, enquanto que a recombinação intergênica não foi significativamente pronunciada. A mutagenicidade do Sn2+ foi demonstrada pelos ensaios de reversão de auxotrofias, mas não pôde ser evidenciada nos ensaios de mutação para a frente. A morte seletiva dos mutantes espontâneos para a canavanina, quando as células são tratadas com SnCl2, sugeriu uma indução de disfunções da membrana das células As células da levedura em fase de crescimento exponencial apresentaram, com apenas 0,1% da concentração de SnCl2, o mesmo perfil de sobrevivência quando comparado com as células em fase de crescimento respiratório, sugerindo um maior envolvimento de parâmetros fisiológicos na resistência ao estresse oxidativo gerado pelo SnCl2 após as células atingirem a fase pós diáuxica. As superoxido dismutases, mas não a catalase, protegeram contra as espécies reativas de oxigênio que o estanho produziu. O mutante sod1D apresentou uma sensibilidade três vezes maior do que a linhagem selvagem, enquanto que o mutante sod2D demonstrou uma sensibilidade pequena ao SnCl2. O duplo mutante sod1Dsod2D mostrou um aumento acentuado na sensibilidade quando comparado com a linhagem selvagem. No teste de Salmonella/Microssoma, o SnCl2 não induziu mutação no quadro de leitura (TA97 e TA98) e nem substituição de pares de bases (TA100), ao passo que uma resposta positiva foi observada com a linhagem TA102 que detecta mutagênicos oxidativos. O SnCl2 também induziu mutação na linhagem IC203 (uvrA oxyR), e não na linhagem IC188 (uvrA). Esses resultados indicaram que o SnCl2 é um agente mutagênico moderado. Provavelmente, o dano ao DNA é causado por espécies reativas de oxigênio e é reparado por um processo recombinacional e por um processo sujeito a erros.

Estrógeno e pré-condicionamento : efeitos neuroprotetores e possíveis mecanismos de ação em modelos in vitro e in vivo de isquemia cerebral

As bases moleculares da neuroproteção contra a isquemia mediada por estrógeno continuam obscuras, assim como os mecanismos envolvendo a tolerância ao dano isquêmico subseqüente induzida por pré-condicionamento. Neste trabalho foi estudado se as vias de sinalização celular da PI3-K (fosfatidil inositol 3-quinase) e da MEK/ERK 1/2 estariam envolvidas na neuroproteção induzida por estrógeno, bem como alguns parâmetros de estresse oxidativo, especificamente o conteúdo de radicais livres, um índice de dano oxidativo a proteínas e a capacidade antioxidante total. Também foi estudado o possível envolvimento dos transportadores de glutamato (EAAT1 e EAAT2) e dos receptores de estrógeno (ERα e ERβ) nos efeitos neuroprotetores do estrógeno e do pré-condicionamento. Para este fim, foram utilizados os modelos in vitro de culturas organotípicas de fatias hipocampais e fatias hipocampais preparadas a fresco expostas à privação de oxigênio e glicose (POG) e o modelo in vivo de hipóxia-isquemia neonatal. Em culturas tratadas tanto aguda como cronicamente com 17β-estradiol, a morte celular induzida por POG foi diminuída acentuadamente quando comparada com as culturas tratadas apenas com veículo. Este efeito neuroprotetor foi evitado por LY294002 (inibidor de PI3-K), mas não por PD98059 (inibidor de MEK/ERK 1/2). Ambos os protocolos de tratamento com estradiol induziram a fosforilação/ativação da proteína quinase B (PKB/Akt) e a fosforilação/inativação da glicogênio sintase quinase-3β (GSK-3β). Em um estudo similar, o imunoconteúdo do receptor estrogênico ERα diminuiu após POG em culturas tratadas tanto com estradiol quanto veículo, enquanto que o receptor ERβ aumentou apenas nas culturas tratadas com estradiol expostas ou não à POG. Não foram observadas alterações no imunoconteúdo dos transportadores de glutamato (EAATs) em nenhum dos tratamentos in vitro. Em fatias de hipocampo de cérebro de ratas ovariectomizadas que receberam reposição de estradiol, a morte celular foi reduzida em comparação ao grupo de ratas que não recebeu a reposição hormonal. Neste mesmo modelo, observou-se que a POG aumentou a produção de radicais livres nos dois grupos, porém não foram observadas diferenças na capacidade antioxidante total. Por outro lado, a reposição de estradiol evitou a redução nos conteúdos de triptofano e tirosina causada por POG. No modelo in vivo, o cérebro de ratos neonatos foi protegido contra a hipóxia-isquemia pelo précondicionamento hipóxico. Em paralelo, o pré-condicionamento aumentou o imunoconteúdo dos transportadores de glutamato EAAT2 e do receptor estrogênico ERα em córtex e diminuiu os níveis de EAAT2 em estriado, mas não afetou os níveis de EAAT1 e ERβ. Já no modelo in vitro de pré-condicionamento, nas culturas organotípicas de hipocampo pré-condicionadas, 15 min de POG induziu tolerância acentuada a um período subseqüente de 45 min de POG, porém não foram detectadas alterações nos transportadores de glutamato nem nos receptores estrogênicos. Juntos, os resultados sugerem que na isquemia a neuroproteção induzida por estrógeno pode envolver a via de sinalização celular da fostatidil inositol 3-quinase (PI3-K), a prevenção do dano oxidativo a proteínas e a regulação dos receptores estrogênicos ERα e ERβ, enquanto que a tolerância à isquemia cerebral induzida por pré-condicionamento pode envolver a regulação dos transportadores de glutamato EAAT2 e receptores estrogênicos ERα.

Efeito in vitro das substâncias acumuladas na doença de Lesch-Nyhan sobre a atividade da Na+,K+-ATPase em estriado de ratos

A doença de Lesch-Nyhan é um erro inato do metabolismo das purinas caracterizado pela deficiência na enzima hipoxantina- guanina fosforibosiltransferase. O bloqueio dessa reação resulta no acúmulo tecidual de hipoxantina, xantina e ácido úrico. A doença caracteriza-se por hiperuricemia, variado grau de retardo mental e motor, espasticidade e auto-mutilação. No sistema nervoso central, a Na+, K+ - ATPase é responsável pela manutenção da homeostase dos íons Na+ e K+, regulando o volume celular, a excitabilidade neuronal, o transporte de neurotransmissores e outras moléculas. Evidências na literatura demonstram que a redução na atividade da Na+, K+ - ATPase está relacionada com diversas doenças neurodegenerativas, tais como isquemia cerebral e doenças de Parkinson e de Alzheimer. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro da hipoxantina, xantina e ácido úrico sobre a atividade da Na+, K+- ATPase em membrana plasmática sináptica de estriado de ratos. Estudamos, também, a cinética de inibição causada pela hipoxantina e de interação entre hipoxantina, xantina e ácido úrico. Nossos resultados demonstram que hipoxantina, xantina e ácido úrico inibem significativamente a atividade da Na+, K+- ATPase. O estudo dos mecanismos de inibição da atividade enzimática causados pela hipoxantina demonstrou um efeito inibitório não competitivo com o substrato ATP. Além disso, o estudo de interação cinética entre hipoxantina, xantina e ácido úrico sugere que esses compostos atuem em um mesmo sítio de ligação na enzima. Verificamos, também, o efeito da preincubação de homogeneizado de estriado de ratos na presença de hipoxantina (10 µM) sobre a atividade da Na+, K+- ATPase de membrana plasmática sináptica com a adição ou não de antioxidantes (glutationa e trolox), bem como alguns parâmetros de estresse oxidativo denominados TBARS (medida de lipoperoxidação) e TRAP (capacidade antioxidante tecidual não-enzimática) no intuito de verificar a participação do estresse oxidativo nos mecanismos de inibição enzimática provocados pela hipoxantina. Os resultados monstraram que a hipoxantina inibe significativamente a atividade da Na+, K+- ATPase. Adicionalmente, nossos resultados demonstraram que glutationa, mas não o trolox, na concentração de 1 mM, foi capaz de prevenir a inibição enzimática causada pela hipoxantina. Nossos resultados também mostraram que a hipoxantina, na mesma concentração, aumentou TBARS e diminuiu TRAP que essa substância induz o estresse oxidativo. É possível que a inibição na atividade da Na+, K+- ATPase possa estar envolvida nos mecanismos pelos quais as oxipurinas são neurotóxicas. Acreditamos que nossos resultados possam contribuir, pelo menos em parte, na compreensão da disfunção neurológica encontrada em pacientes portadores da doença de Lesch-Nyhan.