Inhibition of in vivo leishmanicidal mechanisms by tempol: Nitric oxide down-regulation and oxidant scavenging

Tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) has long been known to protect experimental animals from the injury associated with oxidative and inflammatory conditions. In the latter case, a parallel decrease in tissue protein nitration levels has been observed. Protein nitration represents a shift in nitric oxide actions from physiological to pathophysiological and potentially damaging pathways involving its derived oxidants such as nitrogen dioxide and peroxynitrite. In infectious diseases, protein tyrosine nitration of tissues and cells has been taken as evidence for the involvement of nitric oxide-derived oxidants in microbicidal mechanisms. To examine whether tempol inhibits the microbicidal action of macrophages, we investigated its effects on Leishmania amazonensis infection in vitro (RAW 264.7 murine macrophages) and in vivo (C57B1/6 mice). Tempol was administered in the drinking water at 2 mM throughout the experiments and shown to reach infected footpads as the nitroxide plus the hydroxylamine derivative by EPR analysis. At the time of maximum infection (6 weeks), tempol increased footpad lesion size (120%) and parasite burden (150%). In lesion extracts, tempol decreased overall nitric oxide products and expression of inducible nitric oxide synthase to about 80% of the levels in control animals. Nitric oxide-derived products produced by radical mechanisms, such as 3-nitrotyrosine and nitrosothiol, decreased to about 40% of the levels in control mice. The results indicate that tempol worsened L. amazonensis infection by a dual mechanism involving down-regulation of iNOS expression and scavenging of nitric oxide-derived oxidants. Thus, the development of therapeutic strategies based on nitroxides should take into account the potential risk of altering host resistance to parasite infection. (c) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Anthracycline-induced cardiotoxicity

The anthracyclines constitute a group of drugs widely used for the treatment of a variety of human tumors. However, the development of irreversible cardiotoxicity has limited their use. Anthracycline-induced cardiotoxicity can persist for years with no clinical symptoms. However, its prognosis becomes poor after the development of overt heart failure, possibly even worse than ischemic or idiopathic dilated cardiomyopathies. Due to the successful action of anthracyclines as chemotherapic agents, several strategies have been tried to prevent/ attenuate their side effects. Although anthracycline-induced injury appears to be multifactorial, a common denominator among most of the proposed mechanisms is cellular damage mediated by reactive oxygen species. However, it remains controversial as to whether antioxidants can prevent such side effects given that different mechanisms may be involved in acute versus chronic toxicity. The present review applies a multisided approach to the critical evaluation of various hypotheses proposed over the last decade on the role of oxidative stress in cardiotoxicity induced by doxorubicin, the most used anthracycline agent. The clinical diagnosis and treatment is also discussed. © 2008 Bentham Science Publishers Ltd.

Estudo da atividade antioxidante em frutas nativas e exóticas brasileiras

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Atividade anti-tumoral e imunomodulatória de complexos de paládio (II) utilizando modelo experimental de Ehrlich

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da atividade imunológica In vitro de Alchornea ssp quanto à produção de peróxido de hidrogênio, óxido nítrico e fator de necrose tumoral-alfa por macrófagos murinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Compostos nitrogenados reativos e ozônio na atmosfera de uma região produtora de álcool combustível na região central do Estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Da escassez ao estresse do planeta: um século de mudanças no ciclo do nitrogênio

Heavy metals and pesticides are usually associated with the main problems humankind has created in the natural environment. However, compounds with characteristics of essential macronutrients are causing serious environmental changes that could intensify, compromising the diversity of life on the planet. This is the case of nitrogen compounds, produced by industrial processes for use in intensive agriculture in addition to those unwittingly produced from human activities, available in excess in the environment. These compounds warrant greater attention from researchers in various fields of knowledge and public agencies for environmental control, toward minimizing their availability in the environment, thereby returning conditions closer to the natural environmental balance of the planet.

Influência do SNP T3801C CYP1A1 sobre os níveis de danos oxidativos no DNA de células da mucosa gástrica de pacientes infectados pelo H. Pylori

Helicobacter pylori (H. pylori) is a common gastric pathogen that has infected more than 50% of the population of the world and it has been associated with chronic gastritis, gastric ulcers, duodenal ulcer, and gastric cancer. Although, almost all infected people develop gastritis, there is a variety of clinical outcomes, and only a minority (<1%) of infected individuals develop gastric cancer. There are evidences which suggest that the chronic inflammatory reaction caused by the bacterial infection may be involved in the production of reactive oxygen species or reactive nitrogen species. It may lead to DNA damage, which together with the cellular response could lead to gene mutations, chromosomal aberrations characterizing genomic instability that may represent the early step in gastric carcinogenesis. The extent and severity of gastric mucosal inflammation, as well as the clinical outcome of the infection, depend on a number of factors, including the host genetic susceptibility such SNP T3801 CYP1A1, immune response, age at which the infection was acquired, environmental factors, especially dietary and bacterial virulence factors. Due to the risk of developing gastric cancer in humans infected by H. pylori, we used the Comet Assay to investigate the influence of the SNP T3801C CYP1A1 on levels of oxidative DNA damage in gastric epithelial cells. The study was conducted with biopsies from the gastric antrum and corpus of 103 H. pylori-infected patients and 24 uninfected control patients. Genotype of SNP T3801C CYP1A1 was determined by PCR-RFLP and DNA damage levels were measured in gastric mucosal cells from antrum and corpus by the Comet assay. Levels of DNA damage in gastric mucosa cells from antrum and corpus of H. pylori-infected patients with mild, moderate, severe gastritis, and gastric cancer were significantly higher compared to uninfected normal mucosa cells. However, levels... (Complete abstract click electronic access below)

Avaliação das atividades citotóxicas e imunomoduladora de paládio(II) contendo o ligante DMBA= N,N-dimetilbenzilamina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos anti-inflamatório e antitumoral dos constituintes de Qualea grandiflora no tumor de Ehrlich

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Impact of the Manaus urban plume on trace gas mixing ratios near the surface in the Amazon Basin: Implications for the NO-NO2-O-3 photostationary state and peroxy radical levels

We measured the mixing ratios of NO, NO2, O-3, and volatile organic carbon as well as the aerosol light-scattering coefficient on a boat platform cruising on rivers downwind of the city of Manaus (Amazonas State, Brazil) in July 2001 (Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia-Cooperative LBA Airborne Regional Experiment-2001). The dispersion and impact of the Manaus plume was investigated by a combined analysis of ground-based (boat platform) and airborne trace gas and aerosol measurements as well as by meteorological measurements complemented by dispersion calculations (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model). For the cases with the least anthropogenic influence (including a location in a so far unexplored region similar to 150 km west of Manaus on the Rio Manacapuru), the aerosol scattering coefficient, sigma(s), was below 11 Mm(-1), NOx mixing ratios remained below 0.6 ppb, daytime O-3 mixing ratios were mostly below 20 ppb and maximal isoprene mixing ratios were about 3 ppb in the afternoon. The photostationary state (PSS) was not established for these cases, as indicated by values of the Leighton ratio, Phi, well above unity. Due to the influence of river breeze systems and other thermally driven mesoscale circulations, a change of the synoptic wind direction from east-northeast to south-southeast in the afternoon often caused a substantial increase of ss and trace gas mixing ratios (about threefold for sigma(s), fivefold for NOx, and twofold for O-3), which was associated with the arrival of the Manaus pollution plume at the boat location. The ratio F reached unity within its uncertainty range at NOx mixing ratios of about 3 ppb, indicating "steady-state" conditions in cases when radiation variations, dry deposition, emissions, and reactions mostly involving peroxy radicals (XO2) played a minor role. The median midday/afternoon XO2 mixing ratios estimated using the PSS method range from 90 to 120 parts per trillion (ppt) for the remote cases (sigma(s) < 11 Mm(-1) and NOx < 0.6 ppb), while for the polluted cases our estimates are 15 to 60 ppt. These values are within the range of XO2 estimated by an atmospheric chemistry box model (Chemistry As A Box model Application-Module Efficiently Calculating the Chemistry of the Atmosphere (CAABA/MECCA)-3.0).

Release of NO from a nitrosyl ruthenium complex through oxidation of mitochondrial NADH and effects on mitochondria

Nitrosyl ruthenium complexes are promising NO donor agents with numerous advantages for the biologic applications of NO. We have characterized the NO release from the nitrosyl ruthenium complex [Ru(NO2)(bpy)(2)(4-pic)](+) (I) and the reactive oxygen/nitrogen species (ROS/RNS)-mediated NO actions on isolated rat liver mitochondria. The results indicated that oxidation of mitochondrial NADH promotes NO release from (I) in a manner mediated by NO2 formation (at neutral pH) as in mammalian cells, followed by an oxygen atom transfer mechanism (OAT). The NO released from (I) uncoupled mitochondria at low concentrations/incubation times and inhibited the respiratory chain at high concentrations/incubation times. In the presence of ROS generated by mitochondria NO gave rise to peroxynitrite, which, in turn, inhibited the respiratory chain and oxidized membrane protein-thiols to elicit a Ca2+-independent mitochondrial permeability transition; this process was only partially inhibited by cyclosporine-A, almost fully inhibited by the thiol reagent N-ethylmaleimide (NEM) and fully inhibited by the NO scavenger 2-(4-carboxyphenyl)-4,45,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3-oxide (cPTIO). These actions correlated with the release of cytochrome c from isolated mitochondria as detected by Western blotting analysis. These events, typically involved in cell necrosis and/or apoptosis denote a potential specific action of (I) and analogs against tumor cells via mitochondria-mediated processes. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Aufbau eines flugzeuggetragenen Massenspektrometers zur Messung von HNO 3 und HONO und Quantifizierung der HNO 3-Aufnahme in Eispartikel in Kondensstreifen und Zirren

Im Zuge dieser Arbeit ist ein Massenspektrometer zur flugzeuggetragenen Messung von HNO3 und HONO auf dem neuen deutschen Forschungsflugzeug HALO aufgebaut worden (AIMS - Atmospheric chemical Ionization Mass Spectrometer). Die Ionisation der HNO3- und HONO-Moleküle erfolgt chemisch durch Reaktion mit SF5- -Ionen. Basierend auf den Ergebnissen von Laborversuchen wurden die Betriebsparameter optimiert, die Einzelkomponenten im HALO-Rack zusammengestellt und eine Einlassleitung entworfen, die Wandeffekte minimiert und Untergrundmessungen und HNO3-Kalibrationen im Flug ermöglicht. Die Empfindlichkeit der Messung von HNO3 und HONO wurde ebenso im Labor untersucht wie Interferenzen mit Wasserdampf und Ozon. Die HONO-Vergleichskampagne FIONA am Europäischen Photoreaktor (EUPHORE) in Valencia war die erste Messkampagne mit AIMS. Bei den offenen Vergleichsmessungen stimmten die von AIMS gemessenen HONO-Mischungsverhältnisse innerhalb +-20% mit dem Median von 9 weiteren HONO-Messungen überein. Die ersten flugzeuggetragenen Messungen mit AIMS werden im Verlauf der HALO-Missionen ML-CIRRUS und TACTS stattfinden. Neben dem Aufbau und der Charakterisierung von AIMS war die Analyse der Aufnahme von HNO3 in Eispartikel von Kondensstreifen und Zirren Gegenstand dieser Arbeit. Die Aufnahme von HNO3 in Kondensstreifeneispartikel wurde erstmals systematisch anhand einer Flugzeugmesskampagne (CIRRUS-III) untersucht. Während CIRRUS-III im November 2006 wurden Zirren und zufällig knapp 40 persistente Kondensstreifen über Deutschland und Nordeuropa beprobt. Die Messungen fanden in Höhen zwischen 10 und 11.5 km und bei Temperaturen zwischen 210 und 230 K statt. Die HNO3-Konzentration wurde mit Hilfe von NOy-Messungen bestimmt. Im Mittel war in Kondensstreifen ein größerer Anteil des Gesamt-HNO3 in den Eispartikeln gebunden (6 %) als in Zirren (3 %). Das Gasphasenäquivalent des eisgebundenen HNO3 betrug in Zirren durchschnittlich 6 pmol/mol, in Kondensstreifen 14 pmol/mol und in jungen Kondensstreifen (Alter&amp;lt;1 h) 21 pmol/mol. Das Mischungsverhältnis von HNO3 zu H2O in Eispartikeln war in Kondensstreifen leicht höher als in Zirren unter ähnlichen meteorologischen Bedingungen. Ursächlich für die höheren Werte in persistenten Kondensstreifen sind wahrscheinlich die hohen HNO3-Konzentrationen in den Abgasfahnen der Flugzeuge bei der Kondensstreifenbildung. Die beobachtete Abnahme des HNO3/H2O-Molverhältnisses mit zunehmendem Effektivdurchmesser der Eispartikel deutet an, dass die HNO3-Konzentrationen in Eispartikeln von jungen Kondensstreifen durch die Aufnahme von Abgas-HNO3 in die gefrierenden Aerosolpartikel bestimmt wird. Die Konzentrationen in älteren Kondensstreifen werden zunehmend durch das Vergraben von Umgebungs-HNO3 in wachsenden Eispartikeln kontrolliert. Diese Studie leistet einen Beitrag zu einem besseren Prozessverständnis der HNO3-Aufnahme in atmosphärische Eispartikel. Sie motiviert die Nutzung persistenter Kondensstreifen als atmosphärisches Labor zur Untersuchung der Spurengasaufnahme in wachsende Eispartikel.

Lokalisation und Quantifizierung von 4-Hydroxynonenal in der Kochlea des Meerschweinchens nach Applikation von Gentamicin

Einleitung und Literaturdiskussion: Gentamicin ist ein aus Bakterien gewonnenes Aminoglykosid-Antibiotikum, das seit vielen Jahren im klinischen Alltag zur Therapie von bakteriellen Infektionen und zur Behandlung des Morbus Ménière eingesetzt wird. Ein bedeutender, jedoch noch nicht vollständig verstandener, Pathomechanismus ist dabei die Entstehung von 4-HNE durch Lipid Peroxidation und die konsekutive Schädigung durch das gebildete Aldehyd. Ziel dieser Arbeit war es, die Beeinflussung der Expression von 4-HNE in sieben verschiedenen Regionen der Kochlea (SV, SL, CO, NF, LF, IDZ und SGZ) durch Gentamicin zu beschreiben und quantitativ zu ermitteln.rnMaterial und Methoden: Die Meerschweinchen wurden in vier Gruppen unterteilt: eine unbehandelte Kontrollgruppe und je eine Gruppe 1, 2 und 7 Tage nach Gentamicin-Applikation. Nach Ablauf der Inkubationszeit wurden die Kochleae den Tieren entnommen, das Gewebe fixiert, geschnitten und auf Objektträgern aufgebracht. Die Schnitte wurden mit 4-HNE-Antikörpern behandelt und die Immunreaktion mikroskopisch lokalisiert und zelluläre quantitative Unterschiede am Computer berechnet.rnErgebnisse: Die Auswertung der Daten ergab signifikante Anstiege der Immunreaktion auf 4-HNE von der Kontrollgruppe zu allen drei Behandlungsgruppen in vier der sieben untersuchten Regionen (Stria vascularis, Spirales Ligament, Cortisches Organ und Nervenfasern). In zwei Bereichen (Fibrozyten im Limbus und Interdentalzellen) kam es zwischen Kontrollgruppe und nur einer Behandlungsgruppe D (7d) zu einer signifikanten Erhöhung. Lediglich die Spiralganglionzellen erbrachten keine signifikanten Differenzen. Der Vergleich der Einzelwindungen erbrachte für die Stria vascularis, das Spirale Ligament, das Cortische Organ und die Nervenfasern signifikante Anstiege innerhalb der drei Windungen von der Kontrollgruppe zu den drei Behandlungsgruppen. Bei der Stria vascularis zeigte sich als einzige Region eine signifikant erhöhte Immunfärbung in allen drei Einzelwindungen von der Kontrollgruppe zu allen Behandlungsgruppen. Beim Vergleich der Gesamtwindungen ließ sich ausschließlich für die Region der Stria vascularis von der ersten zur dritten Windung ein Anstieg der Braunfärbung feststellen. Zudem konnten Korrelationen der Färbeintensitäten einerseits zwischen den beiden Regionen der Lateralen Wand und andererseits zwischen zwei Zelltypen im Limbus aufgezeigt werden.rnDiskussion: Die durch Gentamicin-gesteigerte 4-HNE-Expression kann durch genomische und nicht-genomische Prozesse hervorgerufen werden.

Charakterisierung von optischen Partikelspektrometern und in-situ Messungen zur Mikrophysik der polaren Stratosphärenwolken

Polare Stratosphärenwolken (PSC), die unterhalb einer Temperatur von etwa -78 °C in polaren Regionen auftreten, üben einen starken Einfluss auf die stratosphärische Ozonschicht aus. Dieser Einfluss erfolgt größtenteils über heterogene chemische Reaktionen, die auf den Oberflächen von Wolkenpartikeln stattfinden. Chemische Reaktionen die dabei ablaufen sind eine Voraussetzung für den späteren Ozonabbau. Des Weiteren verändert die Sedimentation der Wolkenpartikel die chemische Zusammensetzung bzw. die vertikale Verteilung der Spurengase in der Stratosphäre. Für die Ozonchemie spielt dabei die Beseitigung von reaktivem Stickstoff durch Sedimentation Salpetersäure-haltiger Wolkenpartikeln (Denitrifizierung) eine wichtige Rolle. Durch gleichen Sedimentationsprozess von PSC Elementen wird der Stratosphäre des weiteren Wasserdampf entzogen (Dehydrierung). Beide Prozesse begünstigen einen länger andauernden stratosphärischen Ozonabbau im polaren Frühling.rnGerade im Hinblick auf die Denitrifikation durch Sedimentation größerer PSC-Partikel werden in dieser Arbeit neue Resultate von in-situ Messungen vorgestellt, die im Rahmen der RECONCILE-Kampagne im Winter des Jahres 2010 an Bord des Höhenforschungs-Flugzeugs M-55 Geophysica durchgeführt wurden. Dabei wurden in fünf Flügen Partikelgrößenverteilungen in einem Größenbereich zwischen 0,5 und 35 µm mittels auf der Lichtstreuung basierender Wolkenpartikel-Spektrometer gemessen. Da polare Stratosphärenwolken in Höhen zwischen 17 und 30 km auftreten, sind in-situ Messungen vergleichsweise selten, so dass noch einige offene Fragen bestehen bleiben. Gerade Partikel mit optischen Durchmessern von bis zu 35µm, die während der neuen Messungen detektiert wurden, müssen mit theoretischen Einschränkungen in Einklang gebracht werden. Die Größe der Partikel wird dabei durch die Verfügbarkeit der beteiligten Spurenstoffe (Wasserdampf und Salpetersäure), die Sedimentationsgeschwindigkeit, Zeit zum Anwachsen und von der Umgebungstemperatur begrenzt. Diese Faktoren werden in der vorliegenden Arbeit diskutiert. Aus dem gemessenen Partikelvolumen wird beispielsweise unter der Annahme der NAT-Zusammensetzung (Nitric Acid Trihydrate) die äquivalente Konzentration des HNO 3 der Gasphase berechnet. Im Ergebnis wird die verfügbare Konzentration von Salpetersäure der Stratosphäre überschritten. Anschließend werden Hypothesen diskutiert, wodurch das gemessene Partikelvolumen überschätzt worden sein könnte, was z.B. im Fall einer starken Asphärizität der Partikel möglich wäre. Weiterhin wurde eine Partikelmode unterhalb von 2-3µm im Durchmesser aufgrund des Temperaturverhaltens als STS (Supercooled Ternary Solution droplets) identifiziert.rnUm die Konzentration der Wolkenpartikel anhand der Messung möglichst genau berechnen zu können, muss das Messvolumen bzw. die effektive Messfläche der Instrumente bekannt sein. Zum Vermessen dieser Messfläche wurde ein Tröpfchengenerator aufgebaut und zum Kalibrieren von drei Instrumenten benutzt. Die Kalibration mittels des Tröpfchengenerators konzentrierte sich auf die Cloud Combination Probe (CCP). Neben der Messfläche und der Größenbestimmung der Partikel werden in der Arbeit unter Zuhilfenahme von Messungen in troposphärischen Wolken und an einer Wolkensimulationskammer auch weitere Fehlerquellen der Messung untersucht. Dazu wurde unter anderem die statistische Betrachtung von Intervallzeiten einzelner Messereignisse, die in neueren Sonden aufgezeichnet werden, herangezogen. Letzteres ermöglicht es, Messartefakte wie Rauschen, Koinzidenzfehler oder „Shattering“ zu identifizieren.rn