Methylmercury intoxication activates nitric oxide synthase in chick retinal cell culture

The visual system is a potential target for methylmercury (MeHg) intoxication. Nevertheless, there are few studies about the cellular mechanisms of toxicity induced by MeHg in retinal cells. Various reports have indicated a critical role for nitric oxide synthase (NOS) activation in modulating MeHg neurotoxicity in cerebellar and cortical regions. The aim of the present study is to describe the effects of MeHg on cell viability and NOS activation in chick retinal cell cultures. For this purpose, primary cultures were prepared from 7-day-old chick embryos: retinas were aseptically dissected and dissociated and cells were grown at 37ºC for 7-8 days. Cultures were exposed to MeHg (10 µM, 100 µM, and 1 mM) for 2, 4, and 6 h. Cell viability was measured by MTT method and NOS activity by monitoring the conversion of L-[H3]-arginine to L-[H3]-citrulline. The incubation of cultured retina cells with 10 and 100 µM MeHg promoted an increase of NOS activity compared to control (P < 0.05). Maximum values (P < 0.05) were reached after 4 h of MeHg incubation: increases of 81.6 ± 5.3 and 91.3 ± 3.7%, respectively (data are reported as mean ± SEM for 4 replicates). MeHg also promoted a concentration- and time-dependent decrease in cell viability, with the highest toxicity (a reduction of about 80% in cell viability) being observed at the concentration of 1 mM and after 4-6 h of incubation. The present study demonstrates for the first time the modulation of MeHg neurotoxicity in retinal cells by the nitrergic system

Comparative study of human exposure to mercury in riverside communities in the Amazon region

Four populations in the Amazon area were selected for a comparative study of mercury-exposed and non-exposed populations: São Luiz do Tapajós, Barreiras, Panacauera, and Pindobal Grande. The highest mercury levels in human hair samples were found in São Luiz do Tapajós and Barreiras, greatly exceeding the limits established by the World Health Organization. Panacauera showed an intermediate level below 9 µg/g. This was the first comparative and simultaneous evaluation of mercury exposure in the Amazon area. Also, thanks to this type of monitoring, we were able to eliminate the uncertainties about the reference dose. On the basis of these data, we can conclude that the mercury levels detected in exposed populations of the Tapajós River basin may be dangerous not only because they are above the World Health Organization limits, but also because the simultaneous mercury detection in non-exposed populations with similar characteristics provided a valid control and revealed lower mercury levels. Our results support the importance of continuous monitoring in both exposed and non-exposed populations.

Metilmercúrio e mercúrio inorgânico em peixes comercializados nos mercado municipal de Itaituba (Tapajós) e mercado do Ver-o-peso (Belém)

O mercúrio é um perigoso metal e uma importante fonte de contaminação ambiental no Brasil e sobretudo na Amazônia. O principal órgão-alvo deste metal é o SNC onde causa danos que podem levar aos sintomas clássicos: ataxia, parestesia, disartria e alterações no desenvolvimento do sistema nervoso de crianças. A contaminação mercurial nos rios amazônicos aumenta a quantidade encontrada nos peixes, principalmente os que estão no topo da cadeia alimentar, expondo dessa forma a populações ribeiras à intoxicação mercurial, uma vez que o peixe é um elemento central na dieta dessas populações. Por isso, é fundamental o monitoramento periódico dos níveis de mercúrio nas espécies de peixes consumidas nessa região. Nosso trabalho se propôs a identificar os níveis de metilmercúrio e mercúrio inorgânico nas espécies de peixes mais consumidas pelas populações ribeirinhas da região do Tapajós e comparálos com os níveis encontrados em peixes da mesma espécie obtidos na região de Belém. Além disso, realizar uma comparação com os resultados obtidos por Dos Santos et al. (2000) e analisando os nível atuais e os antigos. Os peixes foram coletados no mercado municipal de Itaituba, no Tapajós, e no mercado do Ver-o-peso, em Belém. Amostras de músculo de cada peixe foram liofilizadas e analisadas pela Universidad de Castilla-La Mancha (Espanha) para quantificação do metilmercúrio e do mercúrio inorgânico. Os resultados obtidos no presente trabalho mostraram que somente os peixes piscívoros da região do Tapajós apresentam níveis de metilmercúrio acima do limite preconizado pela OMS (0,5 μg/g). Em todos todos os grupos do estudo, os níveis de mercúrio inorgânico estão bem abaixo deste limite. A espécie mais contaminada foi a Brachyplatystoma flavicans (dourada) chegando a ultrapassar até cinco vezes o limite de tolerância da OMS. Com nossos dados, pode-se dizer que os peixes da região do Tapajós continuam atualmente expostos a altas concentrações de mercúrio. As espécies não-piscívoras tiveram baixas concentrações de mercúrio orgânico, sendo aptas para consumo humano. O presente estudo apoia a importância do monitoramento continuado dos ambientes considerados expostos e não expostos na Amazônia. O conhecimento originado por este monitoramento fomentará definitivamente o desenvolvimento de estratégias de prevenção e de ações governamentais perante o problema da contaminação mercurial na Amazônia.

Malária e medicina popular: efeito da Bertholletia excelsa H.B.K. (Castanha-do-Pará) em camundongos infectados com Plasmodium berghei

A malária é um grave problema de saúde pública, especialmente para a região Amazônica. Entretanto, fatores como a resistência, dificuldade de acesso e toxicidade dos fármacos tradicionais reduzem a efetividade das drogas distribuídas pelo governo para controle da infecção. Assim, a população amazônica ainda usa os recursos naturais, como a Bertholletia excelsa (Castanha-do-Pará), para melhorar os aspectos clínicos causados pela doença. Entretanto, não existe comprovação científica do efeito desse fruto na malária. Assim, este trabalho avaliou o efeito do pré tratamento com Castanha-do-Pará em camundongos BALB/c infectados com Plasmodium berghei, por meio dos parâmetros a seguir: sobrevida até a morte de todos os indivíduos, parasitemia e peso dos animais (no 3º, 7º, 10º, 16º e 18º dia pós-inoculação do parasita), e, no 10º de infecção, hemograma completo, peso do fígado e do baço e análise das enzimas hepáticas aspartatoaminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e ɣ-glutamilaminotransferase (GGT). O teste de Kolmogorov-Smirnov foi usado para avaliar a normalidade, seguido de Análise de Variância (ANOVA) de uma via ou teste t de Student, seguido do teste post hoc de Tukey. O acompanhamento dos animais parasitados mostrou uma sobrevivência em média de 13,9 dias, com perda de peso, aumento do tamanho dos órgãos, e alterações tanto do hemograma (diminuição do hematócrito, hemoglobina, hemácias totais e plaquetas e aumento dos leucócitos totais) como das enzimas hepáticas (aumento da AST e ALT e diminuição da GGT). Interessantemente, o pré tratamento de 11 dias com o fruto exerceu uma proteção significativa em relação a alguns dos parâmetros medidos como o aumento da sobrevida dos animais para 14,8 dias, diminuição dos níveis de parasitemia e leucócitos totais, manutenção do peso dos animais por mais tempo e do peso do baço, bem como influenciou positivamente nas enzimas hepáticas ALT e GGT. Assim, estes dados já demonstram que a B. excelsa pode ser utilizada como um reforço nutritivo diante a infecção causada pelo Plasmodium.

Triagem de cinco espécies de plantas medicinais usadas na Amazônia através da análise de secreção de histamina

A Organização Mundial de Saúde recomenda o estudo e o uso de plantas medicinais regionais, como fonte de recursos para diminuir os custos dos programas de saúde pública e ampliar o número de beneficiários, sobretudo em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento. Na Amazônia, a prática da fitoterapia já é parte integral da cultura tradicional, mas em muitas ocasiões existe uma profunda carência de conhecimento científico sobre o efeito dessas plantas. Portanto se torna essencial o estudo com base científica que justifique ou não a indicação dessas plantas para o tratamento ou prevenção doenças. Nesse contexto, as doenças alérgicas são a segunda maior complicação que afeta significativamente a qualidade de vida da população. Nas alergias, os mastócitos são células efetoras chaves participando através da liberação de diversos mediadores pró-inflamatórios, entre eles a histamina. A estabilização de mastócitos e, portanto a inibição da liberação de histamina seria um fator primordial na prevenção e/ou controle das alergias. Assim o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial antialérgico de 5 espécies oriundas ou adaptadas na Amazônia Connarus perrottetii var. angustifolius (Radlk) (barbatimão do pará), Fridericia chica (Bonpl.) L.G. Lohmann (pariri), Luehea speciosa Willd (açoita cavalo), Morinda citrifolia Linn (noni) e Mansoa alliacea (Lam.) A.H. Gentry (cipó d´alho) através da análise de secreção de histamina. Foi realizada a prospecção fitoquímica de extratos brutos etanólicos a 70% de cada espécie de planta (fruto, folhas e/ou casca) e avaliada a liberação de histamina de mastócitos peritoneais de rato incubados in vitro com diferentes concentrações dos extratos e/ou com agentes secretores (composto 48/80 e ionóforo A23187). O presente trabalho monstra pela primeira vez a ação inibitória dessas cinco plantas medicinais sobre a liberação de histamina. Dentre essas 5 plantas, o extrato que demonstrou um efeito mais potente foi o da casca da Connarus perrottetii var. angustifolius (Radlk). Um estudo mais aprofundado desse extrato revelou uma baixa toxicidade aguda e a ausência de genotoxicidade, o que apoiaria seu uso como planta medicinal. As frações aquosa, hexânica e de acetato de etila desse extrato também apresentaram potente efeito inibitório sobre a liberação induzida de histamina. A análise fitoquímica por cromatografia de camada delgada revelou a presença de taninos condensados, catequinas e flavonoides que poderiam ser os responsáveis por esses potentes efeitos Mediante os resultados obtidos, novas bases científicas são formadas para elucidação das informações etnofarmacológicas de plantas tradicionalmente utilizadas na região amazônica. Assim, a possibilidade de investigar alternativas terapêuticas com estes extratos, contra as afeções alérgicas ou condições em que a secreção de mastócitos seja relevante, pode favorecer sobretudo a populações de baixa renda e que habitam áreas com acesso restrito aos centros de saúde, como muitas vezes ocorre na Amazônia, mas que por outro lado tem acesso direto às plantas medicinais.

Genotoxicidade humana e fármacos antidepressivos: avaliação da duloxetina em culturas de linfócitos

Fármacos antidepressivos são largamente utilizados no tratamento sintomático do transtorno depressivo. Inúmeras pesquisas atuais sobre a depressão vêm contribuindo para o avanço da terapia farmacológica e para o surgimento de novos fármacos antidepressivos. Diretrizes atuais para testes de genotoxicidade de novos medicamentos sugerem a importante utilidade de ensaios que detectem danos ao DNA, ou seja, testes para avaliar a indução de quebras no DNA. Entretanto, o número escasso de dados sobre a genotoxicidade de fármacos faz com que seja reduzido o número de fármacos que realmente podem ser usados em segurança. Portanto, é de extrema importância estudos sobre a avaliação genotoxicológica de fármacos, principalmente, drogas utilizadas por um longo período de tempo como é o caso dos antidepressivos. A duloxetina é um antidepressivo novo, pertencente à classe dos inibidores seletivos da recaptação de serotonina e noradrenalina (ISRSN), utilizada no tratamento sintomático da depressão. Apesar da existência de trabalhos demonstrando que alguns fármacos antidepressivos são genotóxicos, não existe até hoje nenhum estudo sobre a possível genotoxicidade da duloxetina em células de origem humana. Assim, o presente estudo tem como objetivo explorar o possível potencial genotóxico in vitro da duloxetina em culturas primárias de linfócitos humanos através das técnicas de detecção de aberrações cromossômicas e micronúcleos. Culturas primárias de linfócitos sanguíneos de voluntários sadios foram expostas a diferentes concentrações de duloxetina (10-150 ng/ml) e ciclofosfamida (6 μg/ml) como controle positivo. Aberrações cromossômicas estruturais, índice mitótico, índice de divisão nuclear, índice de binucleação, número de células com um, dois, três e quatro micronúcleos e o número de células com pontes nucleoplasmáticas foram avaliadas. Todos os índices das culturas incubadas com duloxetina foram significativamente menores que aqueles dos grupos controles, indicando um certo grau de citotoxicidade da droga. Entretanto, só as concentrações de 100 e 150 ng/ml provocaram o aumento significativo da presença de aberrações cromossômicas e micronúcleos. Considerando que essas concentrações ficam perto do limite superior da faixa terapêutica da droga usada em humanos, nossos resultados alertam já sobre a necessidade de aprofundar no conhecimento da genotoxicidade humana da duloxetina.

GABA and glutamate transporters: new events and function in the vertebrate retina

The neural retina is a highly complex tissue composed of excitatory and inhibitory neurons and glial cells. Glutamate, the main excitatory neurotransmitter, mediates information transfer from photoreceptors, bipolar cells, and ganglion cells, whereas interneurons, mainly amacrine and horizontal cells, use γ-aminobutyric acid (GABA), the main inhibitory neurotransmitter. In this review we place an emphasis on glutamate and GABA transporters as highly regulated molecules that play fundamental roles in neurotransmitter clearance, neurotransmitter release, and oxidative stress. We pharmacologically characterized glutamate transporters in chicken retina cells and identified two glutamate transporters: one Na+-dependent transporter and one Na+-independent transporter. The Na+-dependent uptake system presented characteristics related to the high-affinity xAG- system (EAAT1), and the Na+-independent uptake system presented characteristics related to the xCG- system, which highly contributes to glutamate transport in the retina. Glutamate shares the xCG- system with another amino acid, L-cysteine, suggesting the possible involvement of glutathione. Both transporter proteins are present mainly in Müller glial cells. GABA transporters (GATs) mediate high-affinity GABA uptake from the extracellular space and terminate the synaptic action of GABA in the central nervous system. GABA transporters can be modulated by molecules that act on specific sites to promote transporter phosphorylation and dephosphorylation. In addition to a role in the clearance of GABA, GATs may also release GABA through a reverse transport mechanism. In the chicken retina, a GAT-1 blocker, but not GAT2/3 blocker, was shown to inhibit GABA uptake, suggesting that GABA release from retina cells is mainly mediated by a GAT-1-like transporter.

Avaliação pré-clínica da duloxetina em modelo de convulsão: análise comportamental, eletroencefalográfica e influência no estresse oxidativo

O transtorno epiléptico apresenta alta prevalência e severidade. Além da gravidade da epilepsia per se, este distúrbio pode ser acompanhado de várias comorbidades, sendo a depressão a principal comorbidade psiquiátrica. Os mecanismos envolvidos na relação epilepsia/depressão ainda não estão bem esclarecidos, e sabe-se que o tratamento de ambos os distúrbios pode ser problemático, já que alguns anticonvulsivantes podem causar ou aumentar sintomas depressivos, enquanto alguns antidepressivos parecem aumentar a susceptibilidade a convulsões. Por outro lado, estudos têm demonstrado que alguns antidepressivos, além de seguros, também possuem atividade anticonvulsivante como a venlafaxina, um inibidor da recaptação de serotonina e noradrenalina (IRSN). Considerando que a duloxetina, outro IRSN, apresenta uma inibição mais potente sobre transportados monoaminérgicos e que não existe nada na literatura a respeito de sua influência sobre convulsões apesar de que está sendo aplicado atualmente na clínica, o objetivo do nosso estudo é verificar o possível efeito anticonvulsivante da duloxetina através do modelo de convulsões induzidas pelo pentilenotetrazol (PTZ) em camundongos. Para tal, camundongos foram pré-tratados com duloxetina (10, 20, 40 mg/kg/i.p.) e trinta minutos após receberam uma injeção intraperitoneal de PTZ (60 mg/kg). Por vinte minutos os animais foram monitorados para a avaliação dos tempos de latência para o primeiro espasmo mioclônico e a primeira crise tônico-clônica, como também o tempo de duração das convulsões e de sobrevida. A análise eletroencefalográfica foi utilizada para avaliar a severidade das crises (aumento da amplitude das ondas). Após esse período os animais foram sacrificados, o córtex cerebral dissecado e análises bioquímicas (atividade da superóxido desmutase (SOD), catalase (CAT), níveis de nitritos e peroxidação lipídica) foram feitas para investigação dos mecanismos pelos quais a droga influencia as convulsões. Os resultados preliminares demonstraram que a duloxetina apresenta atividade anticonvulsivante, sendo capaz de aumentar significativamente o tempo de latência tanto para o primeiro espasmo clônico, como para a primeira convulsão tônico-clônica induzidas pelo pentilenotetrazol. Ainda a avaliação eletroencefalográfica demonstrou que a duloxetina na dose de 20 mg/kg diminuiu significativamente a amplitude das ondas enquanto a dose de 40 mg/kg aumentou significativamente a amplitude em comparação a todos os tratamentos. Quanto à avaliação da influência no estresse oxidativo, animais tratados apenas com PTZ apresentaram um aumento significativo do nível de peroxidação lipídica, e diminuição da atividade da SOD e da CAT. Quanto ao nível de nitritos não houve nenhuma alteração significativa entre os tratamentos. A duloxetina na dose de 20 mg/kg se mostrou efetiva para evitar as alterações induzidas pelo PTZ nos parâmetros de estresse oxidativo avaliados. A atividade anticonvulsivante da duloxetina (20 mg/kg) colabora com a teoria que tem sido apresentada nos últimos ano de que a modulação da neurotransmissão serotonérgica e noradrenérgica pode ter efeito anticonvulsivante. Ainda, a capacidade da duloxetina de inibir a exacerbação do estresse oxidativo envolvido nas convulsões induzidas pelo PTZ corrobora com estudos que demonstram que algumas substâncias anticonvulsivantes podem modular as convulsões pelo menos em parte por sua atividade antioxidante. Portanto concluímos que a duloxetine é um adjuvante promissor para o tratamento de pacientes que apresentam a comorbidade epilepsia e depressão.

Toxicidade in vitro e in vivo do ortobenzamol, análogo do paracetamol

O paracetamol (PAR) é um dos medicamentos de venda livre mais utilizado em todo o mundo. Entretanto, doses elevadas do PAR produzem toxicidade hepática e/ou renal. No intuito de minimizar a toxicidade do PAR e obter melhor atividade analgésica e anti-inflamatória, um estudo prévio realizou modificações na estrutura química do PAR por modelagem molecular, dando origem ao ortobenzamol (OBZ) – análogo do PAR. Assim, o OBZ foi sintetizado e avaliado em modelos de nocicepção e inflamação em animais. O estudo demonstrou atividade analgésica central do OBZ, com potência superior ao PAR. Além disso, nos testes de inflamação, essa droga apresentou inibição significativa no processo inflamatório. Entretanto, para que o OBZ possa ser considerado uma alternativa terapêutica nova e importante para o tratamento da dor e/ou da inflamação é necessário determinar sua toxicidade. Assim, este estudo objetivou avaliar a toxicidade in vitro e in vivo do OBZ e, compará-la com a do PAR. Para isso, a neurotoxicidade foi avaliada in vitro em culturas primárias de neurônios corticais, através de ensaios de viabilidade celular, determinação dos níveis de glutationa total e reduzida, assim como a possível capacidade neuroprotetora frente ao estresse oxidativo. Foram realizados estudos in vivo em camundongos, iniciados pela determinação da dose efetiva mediana (DE₅₀) do PAR, a fim de compará-la com a do OBZ nos modelos de toxicidade estudados. Determinou-se o estresse oxidativo hepático e cerebral pela análise dos níveis de peroxidação lipídica e nitritos. A possível disfunção hepática e renal foi determinada, por meio da análise dos níveis plasmáticos das enzimas aspartato aminotransferase (AST), de alanina aminotransferase (ALT), gama glutamiltransferase (GGT) e, da creatinina no sangue. Avaliaram-se alterações nos parâmetros clínicos através do hemograma, leucograma e plaquetograma e, realizou-se a determinação da toxicidade aguda. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que o ortobenzamol é mais seguro que o paracetamol. Registrou-se ao ortobenzamol ausência de neurotoxicidade, menor potencial hepatotóxico e hematotóxico, ausência de nefrotoxicidade e, ainda, foi classificado como um xenobiótico de baixa toxicidade após a avaliação da toxicidade aguda. Portanto, o ortobenzamol pode ser considerado como uma futura alternativa terapêutica segura ao paracetamol, no tratamento da dor e inflamação.

Therapeutic concentration of morphine reduces oxidative stress in glioma cell line

Morphine is a potent analgesic opioid used extensively for pain treatment. During the last decade, global consumption grew more than 4-fold. However, molecular mechanisms elicited by morphine are not totally understood. Thus, a growing literature indicates that there are additional actions to the analgesic effect. Previous studies about morphine and oxidative stress are controversial and used concentrations outside the range of clinical practice. Therefore, in this study, we hypothesized that a therapeutic concentration of morphine (1 μM) would show a protective effect in a traditional model of oxidative stress. We exposed the C6 glioma cell line to hydrogen peroxide (H₂O₂) and/or morphine for 24 h and evaluated cell viability, lipid peroxidation, and levels of sulfhydryl groups (an indicator of the redox state of the cell). Morphine did not prevent the decrease in cell viability provoked by H₂O₂) but partially prevented lipid peroxidation caused by 0.0025% H₂O₂) (a concentration allowing more than 90% cell viability). Interestingly, this opioid did not alter the increased levels of sulfhydryl groups produced by exposure to 0.0025% H₂O₂), opening the possibility that alternative molecular mechanisms (a direct scavenging activity or the inhibition of NAPDH oxidase) may explain the protective effect registered in the lipid peroxidation assay. Our results demonstrate, for the first time, that morphine in usual analgesic doses may contribute to minimizing oxidative stress in cells of glial origin. This study supports the importance of employing concentrations similar to those used in clinical practice for a better approximation between experimental models and the clinical setting.

Exposição à concentração subletal de metilmercúrio: genotoxicidade e alterações na proliferação celular

O mercúrio é um metal que se destaca dos demais por se apresentar líquido em temperatura e pressão normais. Este xenobiótico se apresenta como a maior fonte de poluição em várias partes do mundo e tem como característica ser altamente tóxico ao Sistema Nervoso Central (SNC). O despejo é na forma líquida diretamente no solo e leito dos rios. Este metal pesado é complexado com vários elementos presentes no solo ou sedimentos sendo convertido à metilmercúrio (MeHg) pela microbiota aquática. O MeHg apresenta a capacidade de se acumular ao longo da cadeia trófica, um evento conhecido como biomagnificação, o qual afeta diretamente a vida humana. Nesse sentido, a Região Amazônica se destaca por possuir todos os componentes necessários para a manutenção do ciclo biogeoquímico do mercúrio, além de populações cronicamente expostas a este metal pesado, sendo este fato considerado um problema de saúde pública. Tem-se conhecimento que este xenobiótico após a exposição aguda a altas doses promove desordens relacionadas ao surgimento de processos degenerativos no SNC, entretanto, os efeitos a baixas concentrações ainda não são totalmente conhecidos. Nesse sentido, se destacam as células gliais que atuam como mediadores no processo de neurotoxicidade desse metal, principalmente em baixas concentrações. Apesar de este tipo celular exibir um importante papel no processo de intoxicação mercurial, a ação deste metal sobre as células glias é pouco conhecida, principalmente sobre o genoma e a proliferação celular. Desta forma, este trabalho se propõe a avaliar o efeito da exposição a este xenobiótico em baixa concentração sobre o material genético e a proliferação celular em células da linhagem glial C6. As avaliações bioquímica (atividade mitocondrial – medida pelo ensaio de MTT –) e morfofuncional (integridade da membrana – avaliada pelo ensaio com os corantes BE e AA –) confirmaram a ausência de morte celular após a exposição ao metal pesado na concentração de 3 μM por um intervalo de 24 horas. Mesmo sem promover processos de morte celular, o tratamento com esta concentração subletal de MeHg foi capaz de aumentar significativamente os níveis dos marcadores de genotoxicidade (fragmentação do DNA, formação de micronúcleos, pontes nucleoplásmica e brotos nucleares). Ao mesmo tempo, foi possível observar uma alteração no ciclo celular através do aumento do índice mitótico e uma mudança no perfil do ciclo celular com aumento da população celular nas fases S e G2/M, sugerindo um aprisionamento nessa etapa. Esta mudança no ciclo celular, provocada por 24h de exposição ao MeHg, foi seguida de uma redução no número de células viáveis e confluência celular 24h após a retirada do MeHg e substituição do meio de cultura, além do aumento no tempo de duplicação da cultura do mesmo. Este estudo demonstrou pela primeira vez que a exposição ao metilmercúrio em concentração baixa e subletal é capaz de promover eventos genotóxicos e distúrbios na proliferação celular em células de origem glial.