Vitamin C deficiency in weanling guinea pigs: differential expression of oxidative stress and DNA repair in liver and brain

Neonates are particularly susceptible to malnutrition due to their limited reserves of micronutrients and their rapid growth. In the present study, we examined the effect of vitamin C deficiency on markers of oxidative stress in plasma, liver and brain of weanling guinea pigs. Vitamin C deficiency caused rapid and significant depletion of ascorbate (P < 0.001), tocopherols (P < 0.001) and glutathione (P < 0.001), and a decrease in superoxide dismutase activity (P = 0.005) in the liver, while protein oxidation was significantly increased (P = 0.011). No changes in lipid oxidation or oxidatively damaged DNA were observed in this tissue. In the brain, the pattern was markedly different. Of the measured antioxidants, only ascorbate was significantly depleted (P < 0.001), but in contrast to the liver, ascorbate oxidation (P = 0.034), lipid oxidation (P < 0.001), DNA oxidation (P = 0.13) and DNA incision repair (P = 0.014) were all increased, while protein oxidation decreased (P = 0.003). The results show that the selective preservation of brain ascorbate and induction of DNA repair in vitamin C-deficient weanling guinea pigs is not sufficient to prevent oxidative damage. Vitamin C deficiency may therefore be particularly adverse during the neonatal period.

gamma-tocopherol traps mutagenic electrophiles such as NO(X) and complements alpha-tocopherol: physiological implications

Peroxynitrite, a powerful mutagenic oxidant and nitrating species, is formed by the near diffusion-limited reaction of .NO and O2.- during activation of phagocytes. Chronic inflammation induced by phagocytes is a major contributor to cancer and other degenerative diseases. We examined how gamma-tocopherol (gammaT), the principal form of vitamin E in the United States diet, and alpha-tocopherol (alphaT), the major form in supplements, protect against peroxynitrite-induced lipid oxidation. Lipid hydroperoxide formation in liposomes (but not isolated low-density lipoprotein) exposed to peroxynitrite or the .NO and O2.- generator SIN-1 (3-morpholinosydnonimine) was inhibited more effectively by gammaT than alphaT. More importantly, nitration of gammaT at the nucleophilic 5-position, which proceeded in both liposomes and human low density lipoprotein at yields of approximately 50% and approximately 75%, respectively, was not affected by the presence of alphaT. These results suggest that despite alphaT's action as an antioxidant gammaT is required to effectively remove the peroxynitrite-derived nitrating species. We postulate that gammaT acts in vivo as a trap for membrane-soluble electrophilic nitrogen oxides and other electrophilic mutagens, forming stable carbon-centered adducts through the nucleophilic 5-position, which is blocked in alphaT. Because large doses of dietary alphaT displace gammaT in plasma and other tissues, the current wisdom of vitamin E supplementation with primarily alphaT should be reconsidered.

Coffee consumption attenuates short-term fructose-induced liver insulin resistance in healthy men.

BACKGROUND Epidemiologic and experimental data have suggested that chlorogenic acid, which is a polyphenol contained in green coffee beans, prevents diet-induced hepatic steatosis and insulin resistance. OBJECTIVE We assessed whether the consumption of chlorogenic acid-rich coffee attenuates the effects of short-term fructose overfeeding, dietary conditions known to increase intrahepatocellular lipids (IHCLs), and blood triglyceride concentrations and to decrease hepatic insulin sensitivity in healthy humans. DESIGN Effects of 3 different coffees were assessed in 10 healthy volunteers in a randomized, controlled, crossover trial. IHCLs, hepatic glucose production (HGP) (by 6,6-d2 glucose dilution), and fasting lipid oxidation were measured after 14 d of consumption of caffeinated coffee high in chlorogenic acid (C-HCA), decaffeinated coffee high in chlorogenic acid, or decaffeinated coffee with regular amounts of chlorogenic acid (D-RCA); during the last 6 d of the study, the weight-maintenance diet of subjects was supplemented with 4 g fructose · kg(-1) · d(-1) (total energy intake ± SD: 143 ± 1% of weight-maintenance requirements). All participants were also studied without coffee supplementation, either with 4 g fructose · kg(-1) · d(-1) (high fructose only) or without high fructose (control). RESULTS Compared with the control diet, the high-fructose diet significantly increased IHCLs by 102 ± 36% and HGP by 16 ± 3% and decreased fasting lipid oxidation by 100 ± 29% (all P < 0.05). All 3 coffees significantly decreased HGP. Fasting lipid oxidation increased with C-HCA and D-RCA (P < 0.05). None of the 3 coffees significantly altered IHCLs. CONCLUSIONS Coffee consumption attenuates hepatic insulin resistance but not the increase of IHCLs induced by fructose overfeeding. This effect does not appear to be mediated by differences in the caffeine or chlorogenic acid content. This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT00827450.

Data from PhD thesis

The ocean quahog, Arctica islandica is the longest-lived non-colonial animal known to science. A maximum individual age of this bivalve of 405 years has been found in a population off the north western coast of Iceland. Conspicuously shorter maximum lifespan potentials (MLSPs) were recorded from other populations of A. islandica in European waters (e.g. Kiel Bay: 30 years, German Bight: 150 years) which experience wider temperature and salinity fluctuations than the clams from Iceland. The aim of my thesis was to identify possible life-prolonging physiological strategies in A. islandica and to examine the modulating effects of extrinsic factors (e.g. seawater temperature, food availability) and intrinsic factors (e.g. species-specific behavior) on these strategies. Burrowing behavior and metabolic rate depression (MRD), tissue-specific antioxidant and anaerobic capacities as well as cell-turnover (= apoptosis and proliferation) rates were investigated in A. islandica from Iceland and the German Bight. An inter-species comparison of the quahog with the epibenthic scallop Aequipecten opercularis (MLSP = 8-10 years) was carried out in order to determine whether bivalves with short lifespans and different lifestyles also feature a different pattern in cellular maintenance and repair. The combined effects of a low-metabolic lifestyle, low oxidative damage accumulation, and constant investment into cellular protection and tissue maintenance, appear to slow-down the process of physiological aging in A. islandica and to afford the extraordinarily long MLSP in this species. Standard metabolic rates were lower in A. islandica when compared to the shorter-lived A. opercularis. Furthermore, A. islandica regulate mantle cavity water PO2 to mean values < 5 kPa, a PO2 at which the formation of reactive oxygen species (ROS) in isolated gill tissues of the clams was found to be 10 times lower than at normoxic conditions (21 kPa). Burrowing and metabolic rate depression (MRD) in Icelandic specimens were more pronounced in winter, possibly supported by low seawater temperature and food availability, and seem to be key energy-saving and life-prolonging parameters in A. islandica. The signaling molecule nitric oxide (NO) may play an important role during the onset of MRD in the ocean quahog by directly inhibiting cytochome-c-oxidase at low internal oxygenation upon shell closure. In laboratory experiments, respiration of isolated A. islandica gills was completely inhibited by chemically produced NO at low experimental PO2 <= 10 kPa. During shell closure, mantle cavity water PO2 decreased to 0 kPa for longer than 24 h, a state in which ROS production is supposed to subside. Compared to other mollusk species, onset of anaerobic metabolism is late in A. islandica in the metabolically reduced state. Increased accumulation of the anaerobic metabolite succinate was initially detected in the adductor muscle of the clams after 3.5 days under anoxic incubation or in burrowed specimens. A ROS-burst was absent in isolated gill tissue of the clams following hypoxia (5 kPa)-reoxygenation (21 kPa). Accordingly, neither the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), nor the specific content of the ROS-scavenger glutathione (GSH) was enhanced in different tissues of the ocean quahog after 3.5 days of self-induced or forced hypoxia/anoxia to prepare for an oxidative burst. While reduced ROS formation compared to routine levels lowers oxidative stress during MRD and also during surfacing, the general preservation of high cellular defense and the efficient removal and replacement of damaged cells over lifetime seem to be of crucial importance in decelerating the senescent decline in tissues of A. islandica. Along with stable antioxidant protection over 200 years of age, proliferation rates and apoptosis intensities in most investigated tissues of the ocean quahog were low, but constant over 140 years of age. Accordingly, age-dependent accumulations of protein and lipid oxidation products are lower in A. islandica tissues when compared to the shorter-lived bivalve A. opercularis. The short-lived swimming scallop is a model bivalve species representing the opposite life and aging strategy to A. islandica. In this species permanently high energy throughput, reduced investment into antioxidant defense with age, and higher accumulation of oxidation products are met by higher cell turnover rates than in the ocean quahog. The only symptoms of physiological change over age ever found in A. islandica were decreasing cell turnover rates in the heart muscle over a lifetime of 140 years. This may either indicate higher damage levels and possibly ongoing loss of functioning in the heart of aging clams, or, the opposite, lower rates of cell damage and a reduced need for cell renewal in the heart tissue of A. islandica over lifetime. Basic physiological capacities of different A. islandica populations, measured at controlled laboratory conditions, could not explain considerable discrepancies in population specific MLSPs. For example, levels of tissue-specific antioxidant capacities and cell turnover rates were similarly high in individuals from the German Bight and from Iceland. Rather than genetic differences, the local impacts of environmental conditions on behavioral and physiological traits in the ocean quahog seem to be responsible for differences in population-specific MLSPs.

Avaliação do potencial antimicrobiano e antioxidante do extrato de jabuticaba (Myrciaria cauliflora) microencapsulado adicionado em linguiça frescal e mortadela

O objetivo do presente estudo foi utilizar o extrato de jabuticaba microencapsulado como corante e avaliar o seu potencial antimicrobiano e antioxidante em produtos cárneos embutidos do tipo linguiça frescal e mortadela, em substituição ao corante tradicionalmente utilizado carmim de cochonilha. Uma primeira etapa consistiu na avaliação in vitro da capacidade antioxidante e antimicrobiana do extrato de jabuticaba aquoso e microencapsulado. O extrato de jabuticaba foi obtido a partir do resíduo do despolpamento da fruta, com posterior desidratação (microencapsulação) por spray dryer, utilizando maltodextrina como agente carreador. A caracterização foi efetuada por determinação do teor de antocianinas e identificação destas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e espectrometria de massas (MS), determinação da sua capacidade antioxidante pelos métodos Folin-Ciocalteu, capacidade redutora do ferro no plasma (FRAP) e capacidade antioxidante pelo radical DPPH. As características físicas avaliadas no extrato aquoso foram o valor de pH e o teor de sólidos solúveis. O potencial antimicrobiano foi determinado pelo método da concentração inibitória mínima (CIM) sobre as bactérias Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Salmonella Enteritidis. O extrato de jabuticaba microencapsulado (EJM) foi utilizado para a elaboração de linguiça frescal e mortadela em duas diferentes concentrações: 2 e 4% de EJM para a linguiça frescal e 2% para mortadela. A linguiça frescal (à base de carne suína) e a mortadela (à base de carne bovina e carne mecanicamente separada de frango) foram avaliadas quanto à estabilidade durante armazenamento refrigerado a 1±1 e 4±1°C, por 15 e 56 dias, respectivamente. Os produtos foram caracterizados quanto à composição centesimal e foram realizadas análises físico-químicas, microbiológicas e sensoriais. Os resultados encontrados para a linguiça frescal confirmaram que o uso de 2% e 4% de EJM contribuíram para reduzir a oxidação lipídica durante os 15 dias de armazenamento e nas análises microbiológicas o EJM contribuiu para reduzir a contagem de microrganismos por quatro dias quando comparado com a linguiça controle (sem adição de EJM). A análise sensorial comprovou que 2% de EJM não comprometeu a maioria dos atributos sensoriais avaliados, com exceção da coloração mais escura. Recomenda-se, portanto, a utilização de 2% de EJM na produção de linguiça frescal. Nas mortadelas, os resultados não diferiram quando se comparou os produtos com 2% de EJM e sem adição do extrato (controle), porém, a utilização de 2% de EJM pode ser considerada uma alternativa interessante devido as demandas atuais por novas fontes de baixo custo e a utilização de pigmentos naturais que possam ser benéficos à saúde. Com estes resultados, pode-se dizer que o aproveitamento de cascas de jabuticaba oriundos do processamento da fruta, na forma de extrato microencapsulado, pode representar uma boa alternativa como corante natural, trazendo uma nova concepção da utilização de produtos mais saudáveis em linguiça frescal e mortadela.

Estratégias para conservação de carne armazenada sob refrigeração: embalagem em atmosfera modificada e processamento em alta pressão

A busca por produtos mais saudáveis e minimamente processados tem levado indústrias e pesquisadores a estudarem novas formas de preservação de alimentos. Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar o efeito da embalagem com atmosfera modificada (ATM) na preservação de lombo ovino armazenado sob refrigeração e 2) Avaliar o efeito do processamento em alta pressão na conservação de carne bovina marinada e com teor de sódio reduzido. Em ambas as pesquisas, músculos Longissimus lumborum foram submetidos à contagem microbiana, avaliação de cor, pH, oxidação lipídica (TBARS), perdas por cocção (PPC) e força de cisalhamento. Para o estudo do efeito da embalagem em atmosfera modificada, as amostras foram acondicionadas em cinco sistemas de ATM, 15% O2 + 85% CO2; 30% de O2 + 70% de CO2; 45% de O2 + 55% de CO2; 60% de O2 + 40% de CO2 e Vácuo (controle) e armazenadas a 1°C durante 21 dias. As análises de cor, pH, TBARS, PPC e força de cisalhamento foram realizadas a cada sete dias e as microbiológicas duas vezes por semana. Diferentes concentrações de oxigênio dentro da embalagem trouxeram diferença significativa na intensidade de cor vermelha das carnes armazenadas em ATM. Até o sétimo dia de estocagem tratamentos com maior quantidade de O2 apresentaram melhor coloração, após esse período embalagens a vácuo conseguiram preservar melhor a mioglobina. Diferentes concentrações gasosas não trouxeram causaram diferença (p> 0,05) no pH da carne entre tratamentos. Nenhuma diferença significativa entre tratamentos foi encontrada para amostras embaladas em ATM nos parâmetros perda de peso por cocção e força de cisalhamento. A embalagem em atmosfera modificada foi capaz de retardar o crescimento da microbiota presente na carne. Isso levou á preservação da amostra por até 18 dias sob refrigeração, enquanto amostras a vácuo tiveram uma vida útil de 11 dias. Para o estudo do efeito da alta pressão em carne marinada com baixo teor de sódio, as carnes foram inoculadas com 106 UFC/g de carne com E. faecium e Listeria innocua e em seguida marinadas durante 18 horas, a 4°C, em diferentes soluções: 1% NaCl + 1% ácido cítrico, 1% NaCl + 2% ácido cítrico, 2% NaCl + 2% ácido cítrico e 2% NaCl + 2% ácido cítrico. Após a marinação as amostras foram submetidas ao tratamento nas seguintes pressões: Zero (controle), 300MPa, 450Mpa, 600MPa. As análises físico-químicas e microbiológicas foram realizadas logo após o tratamento. O tratamento em alta pressão foi capaz de reduzir a população microbiana em até seis ciclos logarítmicos quando 600Mpa foram aplicados em todas as soluções estudadas. A não aplicação de alta pressão proporcionou a redução de apenas um ciclo log na população de E. faecium quando as carnes foram marinadas com 2% NaCl + 2% ácido cítrico. A alta pressão e as diferentes concentrações de sal e ácido, não trouxeram diferença significativa na coloração das amostras. Já o maior teor de ácido cítrico na marinada causou maior (p<0,05) redução do pH da carne em comparação com as amostras em baixa concentração de ácido. Os experimentos demonstraram que a tanto embalagem a vácuo quanto a aplicação de ácido cítrico foram eficientes em retardar a oxidação lipídica. Pressões de 600Mpa tornaram a carne significativamente mais dura que as demais pressões aplicadas. Os resultados demonstraram a possibilidade de extensão da vida útil da carne refrigerada através da aplicação de diferentes tecnologias: a embalagem com atmosfera modificada para carne fresca e processamento em alta pressão de carnes marinadas com reduzido teor de sal.

Perfil lipídico de hambúrgueres produzidos a partir de carne de bovinos alimentados com fontes de óleo na dieta

Objetivou-se nesse trabalho avaliar os efeitos de fontes de óleo vegetal na dieta de bovinos Nelore em fase de terminação sobre a aceitação sensorial, teores de colesterol e óxidos de colesterol, composição de ácidos graxos e estabilidade oxidativa de hambúrgueres bovinos, avaliados após serem congelados e acondicionados a -18°C por 90 dias, então avaliados crus e grelhados. Foram confinados 96 bovinos, machos, castrados, Nelore, com aproximadamente 380 kg de peso inicial e idade média de 24 meses, alimentados com óleos de soja, girassol, linhaça e tratamento controle sem adição de óleo por 82 dias. A partir do músculo Longissimus e da gordura subcutânea dos animais foram produzidos hambúrgueres Os hambúrgueres produzidos com carne de bovinos que receberam óleo de soja tiveram maior estabilidade lipídica, tanto para zero quanto para 90 dias de armazenamento quando comparado às outras dietas. O método cru de preparo também resultou em menores valores tanto para o tempo zero quanto para o tempo 90 dias de armazenamento, em relação ao método grelhado. Os hambúrgueres dos animais alimentados com o óleo linhaça resultaram em menores valores para o atributo sabor. O tempo zero dias de armazenamento dos hambúrgueres resultou em maiores notas dos consumidores para a textura e aceitabilidade global, em relação às amostras armazenadas por 90 dias. A porcentagem de ácidos graxos polinsaturados foi reduzida, independente dos tratamentos, após 90 dias de armazenamento. O CLA c9 t11 foi encontrado em maiores quantidades nas amostras dos animais alimentados com os óleos de linhaça e soja, para zero e 90 dias de armazenamento. O teor de colesterol aumentou após as amostras de hambúrgueres serem grelhadas, enquanto que não foi observado efeito para as fontes de óleos e os tempos de armazenamento. Foi observada a presença de óxidos de colesterol após as amostras serem armazenadas por 90 dias, independente das fontes de óleos utilizadas. O fornecimento de óleos insaturados para bovinos confinados aumenta a porcentagem de ácidos graxos polinsaturados em hambúrgueres produzidos com carne e gordura desses. A inclusão de óleos vegetais para bovinos aumenta a oxidação lipídica de hambúrgueres produzidos a partir de carne e gordura provenientes desses animais quando comparados a um tratamento sem inclusão de óleos vegetais. Hambúrgueres produzidos com carne e gordura de animais alimentados com óleos vegetais na dieta possuem maior oxidação lipídica após 90 dias de armazenamento quando comparados com os hambúrgueres do tempo zero e dos hambúrgueres do tratamento controle enquanto que o processamento térmico não foi responsável pela maior oxidação lipídica.

Efeito de fontes de óleos vegetais sobre o desempenho, características de carcaça e qualidade da carne de bovinos Nelore

A inclusão de óleos vegetais na dieta de bovinos tem sido utilizada para aumentar a densidade energética da dieta, melhorar a eficiência alimentar, além de produzir carnes com a composição de ácidos graxos mais favorável à saúde humana. Objetivou-se estudar os efeitos da inclusão de óleos de soja, girassol e linhaça na dieta de bovinos, sobre o desempenho, características quantitativas de carcaça e qualitativas da carne, perfil de ácidos graxos, oxidação lipídica e formação de compostos oxidados do colesterol. Foram confinados 96 bovinos Nelore, castrados, com aproximadamente 380 kg ± 34 kg de peso inicial e idade média de 20 meses. As dietas foram compostas de 79% de concentrado e 21% de volumoso (silagem de milho) e incluídos os óleos de soja, girassol e linhaça. Os animais foram pesados e avaliadas as características de carcaça por ultrassonografia nos dias 0, 28, 56 e 81 de confinamento. Nos dias zero e 81 dias de confinamento foi coletado sangue dos bovinos para avaliação do LDL-colesterol, HDL-colesterol, VLDL-colesterol e triacilgliceróis. Ao final de 81 dias de confinamento, os animais foram abatidos e foi avaliado o pH (uma e 48 horas após o abate) e foram retiradas amostras do músculo longissimus. Foi avaliado a cor, força de cisalhamento (FC) e perdas por cocção (PPC) em carnes não maturadas e maturadas por 14 dias. Duas amostras do longissimus foram expostas por um e três dias em condições semelhantes ao varejo. Nas carnes expostas por um dia foi avaliado a cor e o pH. Nas amostras expostas por três dias foi avaliado além da cor e pH, o perfil de ácidos graxos, TBARS, colesterol e a presença do 7-cetocolesterol. Foi realizada ainda a análise sensorial e determinado a quantidade de lipídios totais das carnes. A estabilidade oxidativa dos óleos utilizados na dieta também foi avaliada. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados, sendo o peso inicial o bloco. O desempenho e as características de carcaça avaliadas por ultrassonografia não foram influenciadas pelas fontes de óleo. Os tratamentos não influenciaram o peso de abate, o peso de carcaça quente, o pH da carcaça uma hora e 48 horas após o abate, o rendimento de carcaça, a cor, as PPC e a FC. O pH foi maior nas carnes maturadas por 14 dias (P=0,01), em relação àquelas sem maturação. As PPC e a FC foram menores (P=0,01) nas carnes maturadas por 14 dias. O óleo de linhaça apresentou menor estabilidade oxidativa seguidos do óleo de girassol e soja. As fontes de óleo não afetaram a concentração dos lipídios do plasma sanguíneo, no entanto, os níveis de VLDL, LDL, HDL, colesterol e triacilgliceróis foram maiores (P<0,01) no final do experimento em relação ao início. Não houve interação entre a espessura de gordura subcutânea (EGS) avaliada no abate e as dietas e efeito das fontes de óleo sobre os valores de TBARS, lipídios e colesterol. Não foi encontrado o 7-cetocolesterol nas carnes. O pH das carnes expostas por um e três dias sob condições de varejo, não foram influenciadas pela dieta nem pela interação da dieta e dos dias de exposição. No entanto, foi observado o efeito de tempo (P<0,01), as carnes expostas por três dias tiveram valores de pH maiores que as carnes expostas por um dia. A cor L*, a* e b* das carnes expostas em gôndola, sob condições de varejo não foi influenciado pela dieta, pelos dias de exposição e nem pela interação dos dias de exposição e dietas. Os ácidos graxos C18:1 n-9, C20:3 n-6 e C20:5 n-3 apresentaram interação entre a EGS e a dieta (P<0,05). O C18:1 cis 6 apresentou maiores concentrações (P<0,05) nas carnes provenientes dos animais alimentados com óleo de linhaça e soja, em comparação com as carnes provenientes da dieta controle. O C18:3 n-3 apresentou maiores concentrações nas carnes de animais alimentados com linhaça (P<0,05), em comparação com os demais tratamentos. O aroma e a textura da carne avaliados em análise sensorial realizada com consumidores não foram alterados pelos tratamentos. A carne dos animais alimentados com óleo de girassol resultou em maiores notas para o sabor (P<0,01), em relação à carne proveniente de animais alimentados com óleo de soja. As dietas controle e girassol resultaram em carnes mais suculentas e com maior aceitabilidade global (P<0,01), em relação ao tratamento soja. Independentemente do tipo de óleo utilizado na dieta dos animais, não houve influência no desempenho e nas características da carcaça. O óleo de linhaça proporcionou carnes com perfil de ácidos graxos mais favorável para a saúde humana, pois apresentou maiores proporções do ácido linolênico e relações ideais de n6:n3 (4,15). O uso de óleos vegetais na dieta, não prejudicou a aparência das carnes e não proporcionaram oxidação lipídica com a formação de compostos de colesterol oxidados nas carnes expostas sob condições de varejo.

Compostos fenólicos de resíduos agroindustriais: identificação, propriedades biológicas e aplicação em matriz alimentar de base lipídica

A geração de resíduos sólidos pelas atividades agroindustriais tem criado a demanda por um reaproveitamento tecnológico desses materiais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial bioativo e tecnológico de resíduos agroindustriais, como fontes naturais de compostos fenólicos com atividade antioxidante. Foram analisados resíduos agroindustriais vinícolas, de indústrias produtoras de polpas congeladas de frutas (açaí, cajá, cupuaçu e graviola) e provenientes do beneficiamento de café e de laranja. Inicialmente, foi realizado um estudo para a determinação das condições ótimas de extração, empregando planejamento experimental multivariado com delineamento composto central rotacional, cujos resultados foram avaliados empregando a técnica de superfície de resposta. Na sequência, foram feitos a triagem dos resíduos, baseada na atividade antioxidante, e a caracterização fenólica dos extratos hidroalcoólicos obtidos dos resíduos agroindustriais. De acordo com os resultados de atividade antioxidante, engaço de uva da variedade Chenin Blanc (EC) e semente de açaí (SA) foram os resíduos selecionados, os quais seguiram para as etapas de concentração e fracionamento bioguiado de sua(s) molécula(s) bioativa(s), as quais foram posteriormente identificadas por UHPLC-ESI-LTQ-MS. Extratos brutos e concentrados foram avaliados in vitro quanto à capacidade de desativação de espécies reativas de oxigênio (radicais peroxila, ânion superóxido e ácido hipocloroso) e então, aplicados em óleo de soja, emulsão e suspensão de lipossomos, a fim de se avaliar a efetividade desses extratos como antioxidante natural em matrizes lipídicas. Concentrações intermediárias de etanol (40-60%) e alta temperatura (96°C), exceto para semente de açaí (25°C), foram as condições ótimas para a extração de antioxidantes dos resíduos agroindustriais. Epicatequina, ácido gálico, catequina e procianidina B1 foram os compostos de maior ocorrência, quando avaliados pela técnica de HPLC-DAD. O EC apresentou a maior atividade antioxidante global e SA a maior atividade entre os resíduos de polpas de frutas, laranja e café. A concentração dos extratos brutos de EC e SA, pela resina Amberlite XAD®-2, produziu aumento significativo da atividade antioxidante. Além disso, extratos brutos e concentrados apresentaram atividade antiproliferativa e anti-inflamatória. Os extratos concentrados foram fracionados por meio de Sephadex LH-20, a partir da qual foi possível identificar quatro frações de maior bioatividade para o EC e três para o SA. Procianidina B1, catequina, epicatequina e resveratrol foram identificados no extrato concentrado e frações de EC. Dezoito procianidinas poliméricas, catequina, epicatequina foram os principais compostos identificados em SA, por meio de UHPLC-ESI-LTQ-MS. Resveratrol também foi encontrado em SA pela primeira vez. Quando avaliados em óleo de soja, EC e SA demonstraram atividade pro-oxidante. Contudo, elevada atividade antioxidante foi verificada quando essas amostras foram aplicadas em sistemas lipídicos coloidais, pois retardaram o consumo de oxigênio em uma emulsão óleo/água e o período de indução na produção de dienos conjugados em uma suspensão de lipossomos. Portanto, os resíduos agroindustriais EC e SA possuem potencial tecnológico de reaproveitamento industrial podendo ser considerados possíveis matérias-primas para a obtenção de extratos ricos em antioxidantes ou pela extração de antioxidantes naturais de uso pelas indústrias farmacêutica e/ou de alimentos.

Influência da localização geográfica de produção nas propriedades de mirtilos 'Vaccinium Corymbosum L.' cv Bluecrop

Os antioxidantes na dieta podem ter um papel importante na prevenção de algumas doenças crónicas em seres humanos resultantes da oxidação de lípidos e outros componentes celulares por radicais livres. Os mirtilos (Vaccinium sp.) são considerados, de entre os frutos frescos, uma das melhores fontes de antioxidantes. Neste trabalho foram estudados mirtilos Nothern Highbush, da cultivar Bluecrop colhidos no estado de maturação comercial em 5 localizações diferentes: Bouças -Sever do Vouga, Estarreja, Queirã – Vouzela, Oliveira do Hospital e Vila Verde. Foram avaliadas as características físico-químicas (ºbrix, acidez, humidade, calibre, firmeza, elasticidade e parâmetros colorimétricos) dos frutos. Para a determinação da composição fenólica e a atividade antioxidante os mirtilos foram submetidos a extrações sucessivas, com metanol (2x) e depois 2 vezes com uma solução aquosa de acetona (40% v/v), durante 1 h, com o auxílio de um banho de ultrassons. Os extratos obtidos foram utilizados para a determinação da composição fenólica (compostos fenólicos totais, antocianinas e taninos) e da capacidade antioxidante (utilizando os métodos ABTS, DPPH e FRAP). Foi ainda avaliada a influência da conservação durante 6 meses a -20ºC no teor de compostos fenólicos e capacidade antioxidante dos frutos. Pelos resultados obtidos, nos parâmetros de textura avaliados a amostra BBO revelou maior firmeza e elasticidade, e na avaliação da cor a amostra BES apresentou uma tonalidade azul mais acentuada. Os mirtilos provenientes de Estarreja eram os mais ricos em compostos fenólicos totais, em antocianinas e taninos, e que também apresentavam maior atividade antioxidante. O armazenamento durante 6 meses a -20ºC, originou diferenças significativas nas antocianinas e na atividade antioxidante. Em geral as amostras apresentavam diferenças significativas tanto nas suas propriedades físico-químicas, como na composição fenólica e na atividade antioxidante.

Antioxidant Properties of Bee Products of Plant- Origin Part 2. Propolis and Pollen

Over the last years, the hive products such as propolis and pollen have been highlighted due to their potential health benefits, including antioxidant abilities that have been correlated with their content in phenolic compounds. Regardless of the several factors that may affect propolis and pollen antioxidant activity, these products have been shown to possess, either through the use of in vitro or in vivo models, important features concerning the modulation of cellular oxidative stress caused by environmental factors (e.g. UV-light), metals, pesticides and other xenobiotics. This modulatory effect focus not only on the capture of radicals that these elements might eventually generate, but also by the activation of cellular antioxidant mechanisms such as enzymatic antioxidants or by modifying gene expression patterns. Although the mechanisms behind these responses are not fully known, it has been showed that caffeic acid phenethyl ester, pinocembrin and chrisin are some of the compounds responsible for some of these responses. Taking into account the gathered results, propolis and pollen can be viewed as potential agents in the re-stabilization of cellular oxidative imbalance and in the prevention of oxidative stress related diseases.

Downstream effects on human low density lipoprotein of homocysteine exported from endothelial cells in an in vitro system

A model system is presented using human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) to investigate the role of homocysteine (Hcy) in atherosclerosis. HUVECs are shown to export Hcy at a rate determined by the flux through the methionine/Hcy pathway. Additional methionine increases intracellular methionine, decreases intracellular folate, and increases Hcy export, whereas additional folate inhibits export. An inverse relationship exists between intracellular folate and Hcy export. Hcy export may be regulated by intracellular S-adenosyl methionine rather than by Hcy. Human LDLs exposed to HUVECs exporting Hcy undergo time-related lipid oxidation, a process inhibited by the thiol trap dithionitrobenzoate. This is likely to be related to the generation of hydroxyl radicals, which we show are associated with Hcy export. Although Hcy is the major oxidant, cysteine also contributes, as shown by the effect of glutamate. Finally, the LDL oxidized in this system showed a time-dependent increase in uptake by human macrophages, implying an upregulation of the scavenger receptor. These results suggest that continuous export of Hcy from endothelial cells contributes to the generation of extracellular hydroxyl radicals, with associated oxidative modification of LDL and incorporation into macrophages, a key step in atherosclerosis. Factors that regulate intracellular Hcy metabolism modulate these effects. Copyright © 2005 by the American Society for Biochemistry and Molecular Biology, Inc.

Biomarkers

Introduction – Why do we need ‘biomarkers? Biomarkers of protein oxidation Introduction Major issues/questions Protein carbonyl biomarkers Biochemistry Methods of measurement Storage, stability and limitations in use Protein thiol biomarkers Biochemistry Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Aliphatic amino acid biomarkers Biochemistry Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Oxidised Tryptophan Biomarkers Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitations on use Oxidised tyrosine biomarkers Biochemistry Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Formation of neoepitopes on oxidised proteins Validation of assays for protein oxidation biomarkers Relationship of protein oxidation to disease Modulation of protein oxidation biomarkers by antioxidants Future perspectives Introduction to lipid peroxidation biomarkers Introduction: biochemistry of lipid peroxidation Malondialdehyde Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Conjugated dienes Method of measurement Storage, stability and limitations of use LDL lag phase Method of measurement Storage, stability and limitations of use Hydrocarbon gases Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitations on use Lipofuscin Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitation on use Lipid peroxides Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitations on use Isoprostanes Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitations on use Possible new biomarkers of lipid oxidation Relationship of lipid peroxidation to disease Modulation of lipid peroxidation biomarkers by antioxidants Functional consequences of lipid peroxidation Contribution of dietary intake to lipid peroxidation products Biomarkers of DNA oxidation Introduction Confounding factors Units and terminology Nuclear and mitochondrial DNA damage Lymphocytes as surrogate tissues Measurement of DNA damage with the comet assay Practical details Storage, stability, and limitations of the assay Measurement of DNA base oxidation by HPLC Practical details Storage, stability and limitations of the method Measurement of DNA base oxidation by GC–MS Biochemistry of 8-oxoguanine, adenine and fapy derivatives Methods of measurement Storage, stability and limitations of the method Analysis of guanine oxidation products in urine Method of measurement Limitations and criticisms Immunochemical methods Methods of measurement Storage, stability, and limitations of the assay 32P post-labelling Method of measurement Limitations and criticisms Validation of assays for DNA oxidation Oxo-dGuo in lymphocyte DNA Urinary measurements DNA–aldehyde adducts Biochemistry Method of measurement Products of reactive nitrogen species Endpoints arising from oxidative DNA damage Mutations Chromosome aberrations Micronuclei Site-specific DNA damage Relationship of DNA oxidation to disease Modulation of DNA oxidation biomarkers by antioxidants Direct and indirect effects of oxidative stress: measures of total oxidant/antioxidant levels Visualisation of cellular oxidants Biochemistry: histochemical detection of ROS Method of measurement Limitations, storage and stability Measurement of hydrogen peroxide Biochemistry Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Measurement of the ratio of antioxidant/oxidised antioxidant Biochemistry Method of measurement Storage, stability and limitations on use Total antioxidant capacity Biochemistry Terminology Methods of measurement Storage, stability and limitations on use Validation of assays for direct oxidant and antioxidant biomarkers Relationship of oxidant/antioxidant measurement to disease Modulation of oxidant/antioxidant biomarkers by dietary antioxidants Induction of genes in response to oxidative stress Background Measurement of antioxidant responsive genes and proteins Effects of antioxidant intake on the activity of antioxidant enzymes

Validation of a novel ELISA for measurement of MDA-LDL in human plasma

The involvement of oxidatively modified low density lipoprotein (LDL) in the development of CHD is widely described. We have produced two antibodies, recognizing the lipid oxidation product malondialdehyde (MDA) on whole LDL or ApoB-100. The antibodies were utilized in the development of an ELISA for quantitation of MDA-LDL in human plasma. Intra- and inter-assay coefficients of variation (% CV) were measured as 4.8 and 7.7%, respectively, and sensitivity of the assay as 0.04 μg/ml MDA-LDL. Recovery of standard MDA-LDL from native LDL was 102%, indicating the ELISA to be specific with no interference from other biomolecules. Further validation of the ELISA was carried out against two established methods for measurement of lipid peroxidation products, MDA by HPLC and F2-isoprostanes by GC-MS. Results indicated that MDA-LDL is formed at a later stage of oxidation than either MDA or F2- isoprostanes. In vivo analysis demonstrated that the ELISA was able to determine steady-state concentrations of plasma MDA-LDL (an end marker of lipid peroxidation). A reference range of 34.3 ± 8.8 μg/ml MDA-LDL was established for healthy individuals. Further, the ELISA was used to show significantly increased plasma MDA-LDL levels in subjects with confirmed ischemic heart disease, and could therefore possibly be of benefit as a diagnostic tool for assessing CHD risk. © 2003 Elsevier Inc.

Oxidized phospholipids:their properties and interactions with proteins

Lipids are a highly diverse class of biomolecules, with an average eukaryotic cell estimated as containing at least 100,000 different species. The significance of this diversity is still poorly understood, yet it has become clear that lipids have critical regulatory as well as structural roles, varying from signaling (e.g. phosphatidylinositols, prostaglandins, platelet activating factor, ceramide) to the control of permeability properties of skin, for instance. An unprecedented discovery from recent efforts in lipidomics, aimed at the elucidation of the functional roles of lipids in cells, was the key role for lipid oxidation in cell behavior and pathology. More specifically, oxidized phospholipids (oxPL) have been shown to increase significantly in apoptosis as well as in inflammation and to be involved in several pathological conditions, such as atherosclerosis, cancer, inflammation, Alzheimer's and Parkinson's disease, as well as type 2 diabetes, with the detailed mechanisms remaining to be established. However, a coherent overall view of the causalities and mechanisms has been lacking, mainly because of insufficient understanding of the cellular as well as molecular level mechanisms. This Special Issue represents a focused, integrated interdisciplinary approach summarizing very recent leading edge developments in this emerging field with emphasis on lipid–protein interactions. The data now becoming available are paving the way to the development of improved diagnostics, therapies and preventive measures to combat the above diseases.