Efeito combinado do exercício físico e da degradação da matriz extracelular na plasticidade do córtex cerebral após isquemia

O acidente vascular cerebral (AVC) é a maior causa de mortes e incapacidades neurológicas no Brasil, e mais de 80% deles são decorrentes de evento isquêmico. Os sobreviventes de AVC apresentam uma variedade de déficits motores, cognitivos e sensoriais, que prejudicam suas atividades de vida diária, limitando assim sua independência. Portanto, torna-se cada vez mais necessário elaborar estratégias terapêuticas que promovam a recuperação funcional de pacientes acometidos por AVC. Após isquemia do tecido nervoso, ocorre no meio extracelular a super expressão de moléculas inibitórias a regeneração neuronal e à plasticidade sináptica, como os proteoglicanos de sulfato de condroitina (PGSCs), o principal componente das redes perineuronais (RPNs). A remoção destas moléculas com a ação da enzima condroitinase ABC (ChABC) tem sido usada como estratégia para induzir a plasticidade neuronal. Outro fator que tem sido utilizado para estimular a neuroplasticidade é o exercício físico específico para o membro afetado após AVC. O exercício físico está relacionado à liberação de neurotrofinas, importantes para a regeneração do sistema nervoso. Portanto, a remoção dos PGSCs junto com o exercício físico pode potencializar a indução da plasticidade cerebral e recuperação funcional após lesão isquêmica experimental na área sensório-motora de ratos. Para testar nossa hipótese, utilizamos n=16 ratos (Ratus norvergicus) da linhagem Wistar, divididos nos seguintes grupos experimentais (todos com sobrevida de 21 dias após AVC isquêmico): Grupo Controle ou BSA (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com BSA); Grupo Exercício (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com BSA + exercício físico específico); Grupo ChABC (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com ChABC); e Grupo ChABC + Exercício (Isquemia experimental, implante de Elvax saturado com ChABC + exercício físico específico). A lesão isquêmica foi induzida através de microinjeções do vasoconstritor Endotelina-1 (ET-1) no córtex sensório-motor, na representação da pata anterior. Logo em seguida foi implantado uma microfatia de polímero de Etileno vinil acetato saturado com ChABC (grupos ChABC e ChABC + Exercício) ou BSA (grupos Controle e Exercício). Foram avaliadas a área de lesão e a degradação dos PGSCs, além da recuperação funcional da pata afetada através do teste da exploração vertical e do teste da escada horizontal. Avaliamos a área de lesão (mm²) com auxílio do programa ImageJ (NIH, USA), delimitando a área com palor celular e também marcada com azul de colanil que estava presente na solução de injeção do peptídeo vasoconstritor ET-1 e verificamos que não houve diferença significativa no tamanho da área de lesão entre os grupos Controle (0,48±0,12), Exercício (0,46±0,05), ChABC (0,50±0,18) e ChABC + Exercício (0,55±0,05) (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). Animais que foram submetidos à remoção enzimática dos PGSCs apresentaram imunomarcação para o anticorpo anti-condroitin-4-sulfato (C4S) na área de lesão ao final da sobrevida, não havendo evidencias de degradação de PGSCs nos grupos Controle e Exercício. Verificamos ainda no teste do cilindro que a indução da lesão isquêmica não provocou perda funcional ampla, não alterando o comportamento exploratório, nem a frequência de uso da pata anterior afetada dos animais após a lesão (grupo Controle: pré-lesão ou baseline (0,33±0,10), 3 (0,29±0,17), 7 (0,30±0,10), 14 (0,29±0,16) e 21 (0,27±0,13) dias após a lesão; grupo Exercício: pré-lesão ou baseline (0,30±0,12), 3 (0,32±0,24), 7 (0,19±0,37), 14 (0,31±0,10) e 21 (0,32±0,09) dias após a lesão; grupo ChABC: pré-lesão ou baseline (0,34±0,07), 3 (0,20±0,11), 7 (0,23±0,07), 14 (0,33±0,14) e 21 (0,39±0,16) dias após a lesão; grupo ChABC + Exercício: pré-lesão ou baseline (0,34±0,04), 3 (0,20±0,09), 7 (0,26±0,04), 14 (0,18±0,08) e 21 (0,27±0,04) dias após a lesão) (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). O grupo que teve apenas a remoção dos PGSCs apresentou um melhor desempenho motor no teste da escada horizontal, mantendo sua frequência de acertos quando comparado aos demais grupos, sendo que ao final da sobrevida de 21 dias, os grupos Controle e ChABC + Exercício alcançaram uma recuperação espontânea (equivalente ao teste pré-lesão), se aproximando do grupo ChABC. Apenas o grupo tratado somente com Exercício não alcançou a recuperação espontânea, apresentando um desempenho motor significativamente inferior aos demais grupos em todos os momentos de reavaliação (grupo Controle: pré-lesão ou baseline (7,70±0,54), 3 (5,30±0,71), 7 (5,4±1,14), 14 (5,20±0,37) e 21 (6,70±0,48) dias após a lesão; grupo Exercício: pré-lesão ou baseline (8,40±0,28), 3 (4,30±0,48), 7 (4,75±0,50), 14 (5,35±0,41) e 21 (5,05±0,67) dias após a lesão; grupo ChABC: pré-lesão ou baseline (7,65±0,97), 3 (6,90±0,65), 7 (7,80±0,37), 14 (7,15±0,87) e 21 (7,45±0,32) dias após a lesão; e grupo ChABC + Exercício: pré-lesão ou baseline (8,10±0,22), 3 (3,65±1,48), 7 (4,95±1,06), 14 (7,35±0,37) e 21 (6,70±0,48) dias após a lesão (ANOVA, pós-teste de Tukey, ***p<0,001; **<0,01; *p<0,5). Portanto, a remoção dos PGSCs, o exercício físico forçado precoce e sua associação não influenciaram no tamanho da área de lesão após isquemia focal no córtex sensório-motor. Porém, apenas a remoção dos PGSCs das redes perineuronais melhorou precocemente o desempenho motor do membro afetado após isquemia focal no córtex sensório-motor. Enquanto que a remoção dos PGSCs associada ao exercício físico melhorou o desempenho motor do membro afetado após a lesão, porém essa melhora foi tardia. E o exercício físico aplicado precocemente após isquemia focal no córtex sensório-motor prejudicou o desempenho motor do membro afetado.

Caracterização físico-química e avaliação toxicológica preliminar do copolímero sulfato de condroitina-co-N-isopropilacrilamida para uso farmacêutico

A Indústria Farmacêutica utiliza polímeros em forma de nanopartículas em formulações de liberação controlada e vetorizada por possuírem baixo custo em relação a demais métodos de preparações de formas farmacêuticas, aparentemente não serem reconhecidos pelo sistema de defesa do organismo, proporcionar melhora da eficácia, diminuição da toxicidade e da dose de fármaco administrado. O sulfato de condroitina-co-Nisopropilacrilamida (SCM + NIPAAm) é um copolímero proposto para este fim, a partir da reação de um polímero sintético, o poli N-isopropilacrilamida (PNIPAAm), com características termossensíveis, com um natural, o Sulfato de Condroitina (SC), com características bioadesivas. Assim, a copolimerização pode ser capaz de somar estas propriedades e aperfeiçoar o seu uso como um veículo para liberação controlada. Este trabalho objetivou, portanto, realizar a caracterização fisico-quimica das partículas de sulfato de condroitina e Nisopropilacrilamida e do copolímero SCM+NIPAAm (2,5 % e 5%) e do SCM+PNIPAAm 2,5% e uma avaliação toxicológica parcial de um destes copolímeros que apresentar as melhores propriedades de um eficiente carreador de fármacos, selecionado a partir dos ensaios de caracterização físico-química. Para determinar a estrutura química dos sistemas particulados e analisar os seus componentes químicos, foi realizada a Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectroscopia do Infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR); Para analisar a morfologia das partículas, foi usado a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); A Termogravimetria/ Termogravimetria Derivada e Análise Térmica Diferencial (TG/DTG) foi usada para avaliar o comportamento térmico dos sistemas particulados, bem como auxiliar na análise de Cinética de Degradação (CD, método de Flynn-Wall-Ozawa); Foi ainda realizado a técnica de degradação in vitro e a determinação carga superficial e tamanho de partículas (análise do Potencial Zeta, PZ). Para avaliar a toxicidade, foi realizado o bioensaio em microcrustáceo Artemia salina (24 e 48 h), viabilidade celular (citotoxicidade) em células PC-12 (método do MTT) e também a toxicidade aguda oral em camundongos. As análises de RMN, FTIR e MEV demonstraram semelhança quanto ao aspecto estrutural e morfológico entre os copolímeros estudados. As análises de TG demonstraram que o SCM+NIPAAm 5% apresentou maior estabilidade térmica em relação aos demais copolímeros avaliados, uma vez que sua decomposição polimérica ocorre em temperaturas superiores, em torno de 233ºC. O DTA demonstrou valores de temperaturas concordantes com os eventos térmicos de decomposição apresentados pelas curvas das análises TG. Sua estabilidade foi confirmada através da CD e estudo de degradação in vitro, apresentando, respectivamente, Ea > 100 kJ mol^-1 e perda de 48% da sua massa inicial após três meses. Além disso, SCM+NIPAAm 5% apresentou diâmetro de partícula inferior a 200 nm e índice de polidispersão de 0,35, além do PZ > -30mV, caracteristicas de um promissor candidato a carreador de fármacos. Em relação às avaliações toxicológicas, o SCM+NIPAAm 5% não apresentou toxicidade no bioensaio de A. salina (CL₅₀ > 1000) e no modelo celular avaliado, dentro das concentrações e circunstâncias de exposição estudadas. O SCM+NIPAAm 5%, na dose oral de 2000 mg/kg, não apresentou nenhum sinal evidente de toxicidade em camundongos, o que foi corroborado pela ausência de alterações anatomo-histopatológicas. A copolimerização do Sulfato de Condroitina e N-isopropilacrilamida na concentração estudada, dada suas características físico-químicas e toxicológicas preliminares, apresenta propriedades que contribuem para a proposta de um sistema que constitui uma nova forma de liberação controlada, especialmente de fármacos.

Rosetas e concrescências cristalinas silicificadas em Piper (Piperaceae): registros inéditos de macropadrões

Piper L. (Piperaceae) é monofilético, com espécies de difícil distinção taxonômica, sendo necessários ferramentas que auxiliem a identificação interespecífica. Os objetivos do trabalho foram descrever os macropadrões e caracterizar in situ a composição química dos cristais caulinares e foliares de Piper arboreum Aubl. var. arboreum, P. callosum Ruiz & Pav. e P. tuberculatum Jacq., visando avaliar o uso dos cristais para a separação interespecífica. Para tanto, amostras foram submetidas à análise em microscopias de luz e eletrônica de varredura, microanálises espectroscópicas de raios-X por dispersão de energia e testes histoquímicos. Foram observados cristais prismáticos cuneiformes, tabulares, cúbicos e bipiramidais; ráfides; estiloides; drusas de cristais em bloco; rosetas cristalinas de estiloides e concrescências cristalinas. Foram descritos 15 macropadrões cristalinos reunidos em três categorias. Os cristais foram classificados quimicamente como: puros de oxalato de cálcio e misturas entre oxalatos e sulfatos e entre oxalatos, sulfatos e sílica. Rosetas cristalinas, concrescências cristalinas silicificadas e 14 dos 15 macropadrões cristalinos descritos são registros inéditos para inclusões biominerais de Piper e Piperaceae. Os macropadrões cristalinos caulinares e foliares observados são constitutivos e úteis à separação interespecífica das espécies estudadas. Ademais, os cristais desempenham funções relevantes para a autoecologia dos taxa de Piper analisados.

Effects of antiproteolytic agents on corneal epithelial viability and matrix metalloproteinase-2 and metalloproteinase-9 activity in alkali-burned corneas of rats

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sulfato de glucosamina e de condroitina sobre o desempenho, cartilagem articular e densidade mineral óssea em frangos de corte

Pós-graduação em Zootecnia - FCAV

Implications of stillage land disposal: A critical review on the impacts of fertigation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Bacterial Cellulose Nanobiocomposites for Dental Materials Scaffolds

Bacterial cellulose (BC) has become established as a remarkably versatile biomaterial and can be used in a wide variety of scientific applications, especially for medical devices. In this work, the bacterial cellulose fermentation process is modified by the addition of chondroitin sulfate and hyaluronic acid (1% w/w) to the culture medium before the bacteria is inoculated. Besides, biomimetic precipitation of calcium phosphate of biological interest from simulated body fluid on bacterial cellulose was studied. Chondroitin sulfate and hyaluronic acid effects in bacterial cellulose were analyzed using transmission infrared spectroscopy (FTIR), XRD (X-ray diffraction) and scanning electron microscopy (SEM). FTIR analysis showed interaction between bacterial cellulose nanobiocomposites and calcium phosphate. XRD demonstrated amorphous calcium phosphate, carbonated apatite and calcium chloride on bacterial cellulose nanobiocomposites. Monocalcium phosphate monohydrate phase formation [Ca(H2PO4)(2)center dot H2O] are here attested by FTIR, XRD and Ca/P relation.

Prostate hyperplasia caused by long-term obesity is characterized by high deposition of extracellular matrix and increased content of MMP-9 and VEGF

Recent studies have shown a positive association of cancer and obesity, but the morphological and molecular mechanisms involved in this relationship are still unknown. This study analysed the impact of long-term obesity on rat prostate, focusing on stromal changes. Male adult Wistar rats were treated with high-fat diet to induce obesity, while the control group received a balanced diet. After 30 weeks of feeding, the ventral prostate was analysed by immunohistochemistry for cell proliferation, smooth muscle α-actin, vimentin, chondroitin sulphate and metalloproteinases (MMP-2 and 9). The content of androgen receptor (AR), oestrogen receptors (ERs) and vascular endothelial growth factor (VEGF) was measured by Western blotting, and activity of catalase and Glutathione-S-Transferase (GST) were quantified by enzymatic assay. Long-term obesity decreased testosterone plasma levels by 70% and resulted in stromal prostate hyperplasia, as evidenced by increased collagen fibres. Such stromal hyperplasia was associated with increased number of blood vessels and raised VEGF content, and increased expression of chondroitin sulphate, vimentin, α-actin and MMP-9. In spite of the high cell density in prostate, the proliferative activity was lower in the prostates of obese rats, indicating that hyperplasia was established during the early phases in this obesity model. AR levels increased significantly, whereas the ERα decreased in this group. Moreover, the levels of catalase and GST were changed considerably. These findings indicate that long-term obesity, besides disturbing the antioxidant control, causes intense stromal remodelling and release of factors that create an environment that can promote proliferative disorders in the gland, culminating with diffuse hyperplasia.

Cerâmicas porosas a base de zircônia na forma de filmes suportados preparados a partir de emulsões

Pós-graduação em Química - IQ

Caracterização química e estudo térmico de lodos provenientes da estação de tratamento de esgotos de Ribeirão Preto, SP, Brasil

Pós-graduação em Química - IQ

Bacterial cellulose biocomposites for guided tissue regeneration

Bacterial cellulose (BC) has become established as a remarkably versatile biomaterial and can be used in a wide variety of scientific applications, especially for medical devices. In this work, the bacterial cellulose fermentation process is modified by the addition of chondroitin sulfate and hyaluronic acid (1% w/w) to the culture medium before the bacteria is inoculated. Besides, biomimetic precipitation of calcium phosphate of biological interest from simulated body fluid on bacterial cellulose was studied. Chondroitin sulfate and hyaluronic acid influences in bacterial cellulose were analyzed using transmission infrared spectroscopy (FTIR), XRD (X-ray diffraction) and scanning electron microscopy (SEM). FTIR analysis showed interaction between bacterial cellulose nanobiocomposites and calcium phosphate and XRD demonstrated amorphous calcium phosphate and calcium chloride on bacterial cellulose nanobiocomposites. SEM images confirmed incorporation of calcium phosphate in bacterial cellulose nanobiocomposites surface with different calcium phosphate particles morphology.

Características químico-mineralógicas e cerâmicas da matéria-prima utilizada pelo polo cerâmico de Rio Verde de Mato Grosso, MG

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Cerebral White Matter Oxidation and Nitrosylation in Young Rodents With Kaolin-Induced Hydrocephalus

Hydrocephalus is associated with reduced blood flow in periventricular white matter. To investigate hypoxic and oxidative damage in the brains of rats with hydrocephalus, kaolin was injected into the cisterna magna of newborn 7- and 21-day-old Sprague-Dawley rats, and ventricle size was assessed by magnetic resonance imaging at 7, 21, and 42 days of age. In-situ evidence of hypoxia in periventricular capillaries and glial cells was shown by pimonidazole hydrochloride binding. Biochemical assay of thiobarbituric acid reaction and immunohistochemical detection of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal indicated the presence of lipid peroxidation in white matter. Biochemical assay of nitrite indicated increased nitric oxide production. Nitrotyrosine immunohistochemistry showed nitrosylated proteins in white matter reactive microglia and astrocytes. Activities of the antioxidant enzymes catalase and glutathione peroxidase were not increased, and altered hypoxia-inducible factor 1 alpha was not detected by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction. Cerebral vascular endothelial growth factor expression determined by quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction and enzyme-linked immunosorbent assay was not changed, but vascular endothelial growth factor immunoreactivity was increased in reactive astrocytes of hydrocephalic white matter. To determine if nitric oxide synthase is involved in the pathogenesis, we induced hydrocephalus in 7-day-old wild-type and neuronal nitric oxide synthase-deficient mice. At 7 days, the wild-type and mutant mice exhibited equally severe ventriculomegaly and no behavioral differences, although increased glial fibrillary acidic protein was less in the mutant mice. We conclude that hypoxia, via peroxidation and nitrosylation, contributes to brain changes in young rodents with hydrocephalus and that compensatory mechanisms are negligible.

High Viscosity of Imidazolium Ionic Liquids with the Hydrogen Sulfate Anion: A Raman Spectroscopy Study

Ionic liquids based on 1-alkyl-3-methylimidazolium cations and the hydrogen sulfate (or bisulfate) anion, HSO4-, are much more viscous than ionic liquids with alkyl sulfates, RSO4-. The structural origin of the high viscosity of HSO4- ionic liquids is unraveled from detailed comparison of the anion Raman bands in 1-ethyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate and 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate with available data for simple HSO(4)(-) salts in crystalline phase, molten phase, and aqueous solution. Two Raman bands at 1046 and 1010 cm(-1) have been assigned as symmetric stretching modes nu(s)(S = O) of HSO4-, the latter being characteristic of chains of hydrogen-bonded anions. The intensity of this component increases in the supercooled liquid phase. For comparison purposes, Raman spectra of 1-ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate and 1-butyl-3-methylimidazolium methyl sulfate have been also obtained. There is no indication of difference in the strength of hydrogen bond interactions of imidazolium cations with HSO4- or RSO4- anions. Raman spectra at high pressures, up to 2.6 GPa, are also discussed. Raman spectroscopy provides evidence that hydrogen-bonded anions resulting in anion-anion interaction is the reason for the high viscosity of imidazolium ionic liquids with HSO4-. If the ionic liquid is exposed to moisture, these structures are disrupted upon absorption of water from the atmosphere.

Isolation, enzymatic characterization and antiedematogenic activity of the first reported rattlesnake hyaluronidase from Crotalus durissus terrificus venom

A hyaluronidase (CdtHya1) from Crotalus durissus terrificus snake venom (CdtV) was isolated and showed to exhibit a high activity on hyaluronan cleavage. However, surveys on this enzyme are still limited. This study aimed at its isolation, functional/structural characterization and the evaluation of its effect on the spreading of crotoxin and phospholipase A(2) (PLA(2)). The enzyme was purified through cation exchange, gel filtration and hydrophobic chromatography. After that, it was submitted to a reverse-phase fast protein liquid chromatography (RP-FPLC) and Edman degradation sequencing, which showed the first N-terminal 44 amino acid residues whose sequence evidenced identity with other snake venom hyaluronidases. CdtHya1 is a monomeric glycoprotein of 64.5 kDa estimated by SDS-PAGE under reducing conditions. It exhibited maximum activity in the presence of 0.2 M NaCl, at 37 degrees C, pH 5.5 and a specificity to hyaluronan higher than that to chondroitin-4-sulphate, chondroitin-6-sulphate or dermatan. Divalent cations (Ca2+ and Mg2+) and 1 M NaCl significantly reduced the enzyme activity. The specific activity of CdtHya1 was 5066 turbidity reducing units (TRU)/mg, against 145 TRU/mg for the soluble venom, representing a 34.9-fold purification. The pure enzyme increased the diffusion of crotoxin and PLA (2) through mice tissues. CdtHya1 (32 TRU/40 mu L) potentiated crotoxin action, as evidenced by mice death, and it decreased the oedema caused by subplantar injections of buffer, crotoxin or PLA(2), thus evidencing the relevance of hyaluronidase in the crotalic envenoming. This work yielded a highly active antiedematogenic hyaluronidase from CdtV, the first one isolated from rattlesnake venoms. (C) 2012 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.