Associations between intensive diabetes therapy and NMR-determined lipoprotein subclass profiles in Type 1 diabetes

Our objective is to define differences in circulating lipoprotein subclasses between intensive vs. conventional management of Type 1 diabetes during the randomization phase of the Diabetes Control and Complications Trial (DCCT). Nuclear magnetic resonance-determined lipoprotein subclass profiles (NMR-LSP), which estimate molar subclass concentrations and mean particle diameters, were determined in 1,294 DCCT subjects after a median of five (interquartile range: four, six) years following randomization to intensive or conventional diabetes management. In cross-sectional analyses, we compared standard lipids and NMR-LSP between treatment groups. Standard total-, LDL- and HDL-cholesterol levels were similar between randomization groups, while triglyceride levels were lower in the intensively treated group. NMR-LSP showed that intensive therapy was associated with larger LDL diameter (20.7 vs. 20.6 nm, p=0.01) and lower levels of small LDL (median: 465 vs. 552 nmol/l, p=0.007), total IDL/LDL (mean: 1000 vs. 1053 nmol/l, p=0.01), and small HDL (mean: 17.3 vs. 18.6 μmol/l, p<0.0001), the latter accounting for reduced total HDL (mean: 33.8 vs. 34.8 μmol/l, p=0.01). In conclusion, intensive diabetes therapy was associated with potentially favorable changes in LDL and HDL subclasses in sera. Further research will determine whether these changes contribute to the beneficial effects of intensive diabetes management on vascular complications.

Nuclear magnetic resonance-determined lipoprotein subclasses and carotid intima-media thickness in type 1 diabetes

BACKGROUND: Dyslipidemia has been linked to vascular complications of Type 1 diabetes (T1DM). We investigated the prospective associations of nuclear magnetic resonance-determined lipoprotein subclass profiles (NMR-LSP) and conventional lipid profiles with carotid intima-media thickness (IMT) in T1DM.

METHODS: NMR-LSP and conventional lipids were measured in a subset of Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) participants (n = 455) at study entry ('baseline', 1983-89), and were related to carotid IMT determined by ultrasonography during the observational follow-up of the DCCT, the Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications (EDIC) study, at EDIC Year 12 (2004-2006). Associations were defined using multiple linear regression stratified by gender, and following adjustment for HbA1c, diabetes duration, body mass index, albuminuria, DCCT randomization group, smoking status, statin use, and ultrasound devices.

RESULTS: In men, significant positive associations were observed between some baseline NMR-subclasses of LDL (total IDL/LDL and large LDL) and common and/or internal carotid IMT, and between conventional total- and LDL-cholesterol and non-HDL-cholesterol and common carotid IMT, at EDIC Year 12; these persisted in adjusted analyses (p < 0.05). Large LDL particles and conventional triglycerides were positively associated with common carotid IMT changes over 12 years (p < 0.05). Inverse associations of mean HDL diameter and large HDL concentrations, and positive associations of small LDL with common and/or internal carotid IMT (all p < 0.05) were found, but did not persist in adjusted analyses. No significant associations were observed in women.

CONCLUSION: NMR-LSP-derived LDL particles, in addition to conventional lipid profiles, may help in identifying men with T1DM at highest risk for vascular disease.

Phosphatidylethanolamines glycoxidation: products and significance

As fosfatidiletanolaminas constituem a segunda classe de fosfolípidos mais abundantes nos organismos. Elas estão presentes nas membranas biológicas e nas lipoproteínas. As alterações estruturais dos fosfolípidos, ocorrem devido ao stress oxidativo e podem manisfestar-se em alterações das suas propriedades e funções. Já são conhecidas algumas condições fisiopatológicas, nas quais os fosfolípidos oxidados estão envolvidos, por exemplo sinalização celular, resposta imunitária, apoptose e doenças relacionadas com o envelhecimento. Por esse motivo, o interesse no estudo dos fosfolípidos oxidados e suas funções tem crescido nos últimos anos. Contudo, a maioria dos estudos realizados, focam a oxidação das fosfatidilcolinas, tendo sido dedicada pouca atenção a outras classes de fosfolipídos, como as fosfatidiletanolaminas. As fosfatidiletanolaminas, podem ainda sofrer outras modificações, devido ao grupo amina livre presente na cabeça polar, como por exemplo a glicação. As fosfatidiletanolaminas glicadas já foram detectadas em condições de hiperglicemia, em pacientes diabéticos, e tem correlação com a hemoglobina glicada. Sabe-se que a glicação de biomoléculas, pode aumentar as modificações oxidativas, que por sua vez, podem ser responsáveis pelo estado inflamatório, existente na diabetes mellitus. Tanto o stress oxidativo, como a inflamação estão relacionados com a diabetes e as suas complicações. A espectrometria de massa tem sido utilizada como uma importante tecnologia na detecção e caracterização de modificações oxidativas de fosfolípidos. Assim, neste trabalho pretendeu-se estudar as modificações oxidativas induzidas em fosfatidiletanolaminas glicadas, e os seus efeitos biológicos nos monócitos e células dendríticas do sangue periférico. Pretendeu-se ainda, estudar as alterações que ocorreram nas espécies de fosfatidiletanolaminas do fígado de ratos diabéticos. Os resultados obtidos permitiram identificar vários produtos de oxidação de fosfatidiletanolaminas glicadas, nomeadamente novos produtos formados pela oxidação da cabeça polar glicada. A oxidação na cabeça polar glicada foi, ainda, confirmada pela realização de experiências com spin traps combinadas com espetrometria de massa. Posteriormente, as fosfatidiletanolaminas oxidadas, glicadas e glicoxidadas demonstraram ter efeitos pró-inflamatórios, confirmados pelo aumento da estimulação monócitos e de células dendríticas, expresso no aumento do número de células produtoras de citocinas em comparação com o estado basal. As diferentes modificações de fosfatidiletanolaminas induziram estímulos distintos nos dois tipos de células. Sendo as fosfatidiletanolaminas glicadas e as glicoxidadas, os compostos que induziram um maior estímulo. Estes resultados sugeriram que as fosfatidiletanolaminas glicadas e as glicoxidadas podem estar associadas com o estado inflamatório que decorre da hiperglicemia crónica. Ainda, a avaliação do perfil lipídico de extratos de fígado de ratos diabéticos demonstrou que a hiperglicemia induz inúmeras alterações das espécies de fosfatidiletanolaminas e das espécies de outras classes de fosfolípidos, em simultâneo com sinais de lesão hepática. Em conclusão, este trabalho demonstra a relação existente entre, a hiperglicémia, o stress oxidativo, a glicação e oxidação de fosfatidiletanolaminas e ainda a inflamação e compliações diabéticas. Portanto a contribuição da lipidómica é importante para compreender os efeitos prejudiciais da hiperglicemia não controlada, e por isso, merece ser mais explorado.

Nanosensor for assessing the risk of a cardiovascular disease

The incidence of cardiovascular diseases (CVD) has been increasing according to the European and global statistics. Thus, the development of new analytical devices, such as biosensors for assessing the risk of CVD could become a valuable approach for the improvement of healthcare service. In latest years, the nanotechnology has provided new materials with improved electronic properties which have an important contribution in the transduction mechanism of biosensors. Thus, in this thesis, biosensors based on field effect transistors with single-walled carbon nanotubes (NTFET) were developed for the detection of C-reactive protein (CRP) in clinical samples, that is, blood serum and saliva from a group of control patients and a group of CVD risk patients. CRP is an acute-phase protein, which is commonly known as the best validated biomarker for the assessment of CVD, the single-walled carbon nanotubes (SWCNT) were applied as transduction components, and the immunoreaction (interaction between the CRP antigen and the antibodies specific to CRP) was used as the mechanism of molecular recognition for the label-free detection of CRP. After the microfabrication of field effect transistors (FET), the screening of the most important variables for the dispersion of SWCNT, the assemblage of NTFET, and their application on standard solutions of CRP, it was found that NTFET respond accurately to CRP both in saliva and in serum samples, since similar CRP levels were found with the NTFET and the traditional methodology (ELISA technique). On the other hand, a strong correlation between salivary and serum CRP was found with NTFET, which means that saliva could be used, based on non-invasive sampling, as an alternative fluid to blood serum. It was also shown that NTFET could discriminate control patients from CVD risk patients, allowing the determination of a cut-off value for salivary CRP of 1900 ng L-1, which corresponds to the well established cut-off of 3 mg L-1 for CRP in serum, constituting an important finding for the possible establishment of a new range of CRP levels based on saliva. According to the data provided from the volunteer patients regarding their lipoprotein profile and lifestyle factors, it was concluded that the control and the CVD risk patients could be separated taking into account the various risk factors established in literature as strong contributors for developing a CVD, such as triglycerides, serum CRP, total cholesterol, LDL cholesterol, body mass index, Framingham risk score, hypertension, dyslipidemia, and diabetes mellitus. Thus, this work could provide an additional contribution to the understanding of the association of biomarkers levels in serum and saliva samples, and above all, cost-effective, rapid, label-free, and disposable NTFET were developed, based on a noninvasive sampling, for the assessment of CVD risk, thus constituting a potential point-of-care technology.

Base genética da hipercolesterolemia familiar

Tese de doutoramento, Bioquímica (Genética Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Iron homeostasis in immune mononuclear cells : a potential role in a atherogenesis

Tese de doutoramento, Biologia (Biologia-Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015

Efeitos do treinamento aeróbio intervalado periodizado sobre os parâmetros antropométricos, bioquímicos e clínicos em portadores de síndrome metabólica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos de um programa de exercícios específico no domicílio, em indivíduos com doença arterial coronária, na composição corporal, gordura abdominal, perfil lipídico, glicose e nível de atividade física

contribuindo para o aumento da gordura abdominal, e consequentes complicações metabólicas. O exercício físico permite quebrar este ciclo através da estimulação da lipólise e da utilização de ácidos gordos. Objetivo: Verificar os efeitos de um programa de exercícios no domicílio, em indivíduos com doença arterial coronária, na composição corporal, gordura abdominal, perfil lipídico, glicose, e nível de atividade física. Métodos: Estudo experimental composto por 20 indivíduos, aleatorizados grupo experimental (GE) e grupo de controlo (GC), ambos com 10, tendo o GE sido sujeito ao programa durante 8 semanas. Realizou-se uma avaliação inicial e final, através da bioimpedância, Tomografia Computorizada (TC) abdominal, perimetria, adipometria, análises sanguíneas e acelerómetro. Resultados: Numa análise intergrupal, verificouse uma diminuição da percentagem (%) de gordura total (GT) calculado pela adipometria (p<0.01), na prega supra-ilíaca (p=0.005), na prega abdominal horizontal (p=0.001) e vertical (p=0.003) no GE, e da % de tempo em atividades moderadas no GC (p=0.035). Após 8 semanas o GE diminuiu a %GT (p=0.008); a massa gorda (MG) (p=0.002); perímetro abaixo da última costela (p=0.037) e acima das cristas-ilíacas (p=0.021); %GT calculado (p=0.002); pregas supra-ilíaca (p=0.008), abdominal horizontal (p=0.002) e vertical (p=0.033); TC abdominal subcutâneo (p=0.031) e %de tempo em atividades vigorosas (p=0.031). O GC diminuiu a %GT (p=0.002) e MG (p=0.008); aumentou o perímetro ao nível dos grandes trocânteres (p=0.008), diminuiu o rácio cintura/anca (p=0.002), e a %de tempo em atividades moderadas (p=0.031) e vigorosas (p=0.008). Parece existir uma tendência no GE para diminuição do rácio cintura/anca, c-LDL, triglicerídeos e aumento do nível de atividade moderado. Conclusão: O programa de exercícios no domicílio demonstrou uma diminuição da gordura abdominal, alteração da composição corporal, e parece promover uma melhoria no perfil lipídico e no aumento do nível de atividade física moderado.

Specific label-free and real-time detection of oxidized low density lipoprotein (oxLDL) using an immunosensor with three monoclonal antibodies

Increased levels of plasma oxLDL, which is the oxidized fraction of Low Density Lipoprotein (LDL), are associated with atherosclerosis, an inflammatory disease, and the subsequent development of severe cardiovascular diseases that are today a major cause of death in modern countries. It is therefore important to find a reliable and fast assay to determine oxLDL in serum. A new immunosensor employing three monoclonal antibodies (mAbs) against oxLDL is proposed in this work as a quick and effective way to monitor oxLDL. The oxLDL was first employed to produce anti-oxLDL monoclonal antibodies by hybridoma cells that were previously obtained. The immunosensor was set-up by selfassembling cysteamine (Cyst) on a gold (Au) layer (4 mm diameter) of a disposable screen-printed electrode. Three mAbs were allowed to react with N-hydroxysuccinimide (NHS) and ethyl(dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDAC), and subsequently incubated in the Au/Cys. Albumin from bovine serum (BSA) was immobilized further to ensure that other molecules apart from oxLDL could not bind to the electrode surface. All steps were followed by various characterization techniques such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and square wave voltammetry (SWV). The analytical operation of the immunosensor was obtained by incubating the sensing layer of the device in oxLDL for 15 minutes, prior to EIS and SWV. This was done by using standard oxLDL solutions prepared in foetal calf serum, in order to simulate patient's plasma with circulating oxLDL. A sensitive response was observed from 0.5 to 18.0 mg mL 1 . The device was successfully applied to determine the oxLDL fraction in real serum, without prior dilution or necessary chemical treatment. The use of multiple monoclonal antibodies on a biosensing platform seemed to be a successful approach to produce a specific response towards a complex multi-analyte target, correlating well with the level of oxLDL within atherosclerosis disease, in a simple, fast and cheap way.

Terapêutica Redutora Intensiva do Colesterol: a Certeza da Segurança

A terapêutica antidislipidémica redutora do colesterol é um paradigma da melhor aplicação da evidência científica na prática clínica. Face às opções disponíveis, é fundamental que as estatinas tenham um perfil claro de segurança e tolerabilidade e uma relação de benefícios e risco favorável. A terapêutica intensiva do colesterol não está associada a consequências deletérias, dependentes da maior eficácia, ou a efeitos laterais graves. As estatinas não são hepatotóxicas. A flutuação enzimática é um fenómeno corrente na dislipidemia. O risco de aumento das transamínases está directa e intimamente relacionada com a dose (e com o tipo de estatina usada). Alterações pouco importantes do perfil hepático basal não são uma contra-indicação ao seu uso (doentes com um risco cardiovascular justificável). A monitorização iterada do perfil hepático não está justificada. A causa da miotoxicidade com as estatinas não está devidamente esclarecida. O risco de miopatia ou rabdomiólise não tem relação com a redução percentual ou absoluta do LDL-C (nem com o valor de LDL-C alcançado). Os efeitos adversos das estatinas podem depender das características físico-químicas da molécula e das suas características farmacocinéticas. Numa estratégia de farmacovigilância, o doente tem também uma palavra. A partilha de propósitos obriga o doente a responsabilidades partilhadas com a sua Equipa de Saúde, motivadoras de tratamentos mais seguros e de melhor prevenção cardiovascular. Aperfeiçoar o ingresso em programas de Saúde de qualidade e aprimorar o tratamento e os objectivos alcançados são as razões que devem fundamentar a terapêutica e a redução efectiva intensiva das dislipidemias.

Avaliação da actividade antioxidante em diferentes tipos de bebidas: vinho e cerve

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Tecnologia Alimentar/Qual

Comparação dos Perfis Lipídicos de Plasma de uma População da Região Norte

Os ácidos gordos desempenham um papel fisiológico importante como componentes indispensáveis na estrutura celular, bem como fontes de energia. Nas últimas décadas, tem havido um aumento notável do interesse público nos ácidos gordos polinsaturados ómegas 3 e 6 e no seu impacto sobre a saúde humana, especialmente em doenças metabólicas e cardiovasculares. Estes ácidos gordos específicos podem prevenir e/ou tratar várias patologias metabólicas, atuando nomeadamente como compostos anti-inflamatórios. A menopausa é um fator de risco para doença cardiovascular, a diminuição de estrogénio, que ocorre neste estado fisiológico, provoca disfunção endotelial e stresse oxidativo. Consequentemente há uma redução dos níveis de ácidos gordos polinsaturados ómegas 3, o que contribui para o aparecimento de aterosclerose e doença cardiovascular. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar e caracterizar o perfil lipídico de ácidos gordos de uma amostra de mulheres pós-menopausa e com este, estudar as associações entre o perfil lipídico determinado e parâmetros metabólicos de risco (parâmetros clínicos e bioquímicos). Inicialmente, os ácidos gordos foram extraídos da matriz plasmática através da derivatização destes e a sua composição percentual no plasma foi determinada com recurso a cromatografia gasosa com deteção de ionização de chama. De seguida, através do software IBM SPSS Statistics 21, foram estabelecidas associações entre os parâmetros clínicos e bioquímicos e o perfil lipídico determinado. A população em estudo foi divida em dois grupos consoante o período de entrada na menopausa (há menos de 7 anos e há 7 anos ou mais). Não há conhecimento de estudos semelhantes ao apresentado, que relacionem todo o perfil de ácidos gordos com parâmetros metabólicos de risco considerando o estado menopausal. Os resultados obtidos mostram que o perfil lipídico influencia vários marcadores metabólicos / endócrinos com relevância clínica que devem ser explorados em futuros ensaios clínicos. Para as mulheres na menopausa há menos de 7 anos foram estabelecidas as seguintes relações: i) entre os ácidos gordos saturados e insaturados cis e os níveis de ALP; ii) entre os ácidos gordos mono e polinsaturados cis e os níveis de GGT, IL10 e estradiol; iii) entre os ácidos gordos polinsaturados trans e o IMC e os níveis de IL6; iv) entre os ómegas 3 e os níveis de IL10 e ácido úrico; v) entre os ómegas 6 e os níveis de estradiol, ALP e GGT; vi) entre os ómegas 9 e os níveis de estradiol e GGT; vi) entre os ácidos gordos de curta cadeia e os níveis de colesterol total, LDL, triglicerídeos e IL10; vii) entre os ácidos gordos saturados de cadeia longa e o ΣÁcido láurico, mirístico, palmítico e esteárico e os níveis de triglicerídeos, ALP e GGT; viii) os níveis de IL10 podem ser simultaneamente associados com os ácidos gordos de curta cadeia e os ómegas 3. Para as mulheres na menopausa há 7 anos ou mais foram estabelecidas relações: i) entre os ómegas 3 e o IMC e os níveis de triglicerídeos; ii) entre os ácidos gordos monoinsaturados cis e os ómegas 9 com os níveis de ALT. Relações independentes do estado menopausal também foram estabelecidas, nomeadamente: i) entre os ácidos gordos polinsaturados cis e ómegas 6 e os níveis de ALT, triglicerídeos e AST; ii) entre os níveis de ácidos gordos monoinsaturados cis e ómegas 9 e os níveis de AST e triglicerídeos. O perfil lipídico de ácidos gordos pode ser considerado um biomarcador para a condição de saúde da mulher na menopausa.

Perfil lipídico e fatores biológicos e ambientais : o papel da atividade física

RESUMO - Introdução: A inatividade física é um dos determinantes major das doenças crónicas não transmissíveis sendo a quarta maior causa de mortalidade no mundo, nomeadamente para as doenças vasculares. A prática regular de atividade física produz adaptações vasculares responsáveis por efeitos benéficos na prevenção e tratamento dos diferentes fatores de risco vascular, nomeadamente através do seu efeito no metabolismo das lipoproteínas. Objetivos: Analisar a interferência da atividade física no perfil lipídico de uma população residente em Portugal. Métodos: Estudo observacional descritivo transversal exploratório com 1027 indivíduos (idade: 18 aos 80 anos, 49% mulheres). Os dados foram analisados em SPSS (versão 20), tendo-se utilizado métodos de estatística descritiva e de análise bivariável entre os factores de risco vascular e as variáveis do perfil lipídico e ainda uma análise multivariável de regressão logística binária para medir a razão de riscos pelo odds ratio. O nível de significância foi estabelecido em 5%. Resultados: Na análise da relação entre atividade física e os biomarcadores do perfil lipídico verificou-se que existem benefícios no que diz respeito ao aumento dos níveis de HDL e de apoA1 e na diminuição dos níveis de TG com a prática regular de atividade física. Conclusões: A atividade física apresenta um papel importante na regulação do perfil lipídico evidenciando a necessidade de implementar estratégias multissectoriais de prevenção dos fatores de risco vascular, nomeadamente na área dos estilos de vida saudáveis que são fundamentais para a prevenção destas condições de saúde e para gerar ganhos em saúde.

Comparing impact and cost-effectiveness of primary prevention strategies for lipid-lowering.

BACKGROUND: Lipid-lowering therapy is costly but effective at reducing coronary heart disease (CHD) risk. OBJECTIVE: To assess the cost-effectiveness and public health impact of Adult Treatment Panel III (ATP III) guidelines and compare with a range of risk- and age-based alternative strategies. DESIGN: The CHD Policy Model, a Markov-type cost-effectiveness model. DATA SOURCES: National surveys (1999 to 2004), vital statistics (2000), the Framingham Heart Study (1948 to 2000), other published data, and a direct survey of statin costs (2008). TARGET POPULATION: U.S. population age 35 to 85 years. Time Horizon: 2010 to 2040. PERSPECTIVE: Health care system. INTERVENTION: Lowering of low-density lipoprotein cholesterol with HMG-CoA reductase inhibitors (statins). OUTCOME MEASURE: Incremental cost-effectiveness. RESULTS OF BASE-CASE ANALYSIS: Full adherence to ATP III primary prevention guidelines would require starting (9.7 million) or intensifying (1.4 million) statin therapy for 11.1 million adults and would prevent 20,000 myocardial infarctions and 10,000 CHD deaths per year at an annual net cost of $3.6 billion ($42,000/QALY) if low-intensity statins cost $2.11 per pill. The ATP III guidelines would be preferred over alternative strategies if society is willing to pay $50,000/QALY and statins cost $1.54 to $2.21 per pill. At higher statin costs, ATP III is not cost-effective; at lower costs, more liberal statin-prescribing strategies would be preferred; and at costs less than $0.10 per pill, treating all persons with low-density lipoprotein cholesterol levels greater than 3.4 mmol/L (>130 mg/dL) would yield net cost savings. RESULTS OF SENSITIVITY ANALYSIS: Results are sensitive to the assumptions that LDL cholesterol becomes less important as a risk factor with increasing age and that little disutility results from taking a pill every day. LIMITATION: Randomized trial evidence for statin effectiveness is not available for all subgroups. CONCLUSION: The ATP III guidelines are relatively cost-effective and would have a large public health impact if implemented fully in the United States. Alternate strategies may be preferred, however, depending on the cost of statins and how much society is willing to pay for better health outcomes. FUNDING: Flight Attendants' Medical Research Institute and the Swanson Family Fund. The Framingham Heart Study and Framingham Offspring Study are conducted and supported by the National Heart, Lung, and Blood Institute.