Efeitos in vitro de metabólitos acumulados na deficiência da acil-CoA desidrogenase de cadeia média (MCAD) sobre parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens

A deficiência da desidrogenase de acilas de cadeia média (MCAD) é o mais freqüente erro inato da oxidação de ácidos graxos. Os indivíduos afetados por esse distúrbio apresentam-se sintomáticos durante períodos de descompensação metabólica, caracterizado pelo acúmulo de ácidos graxos de cadeia média (AGCM), particularmente os ácidos octanóico (AO), decanóico (AD) e cis-4-decenóico (AcD). Durante as crises, os pacientes apresentam hipoglicemia hipocetótica, hipotonia, rabdomiólise, edema cerebral e, finalmente, entram em coma, podendo ter um desenlace fatal. O tratamento de urgência é baseado na infusão de glicose nos pacientes durante as crises, enquanto uma dieta rica em carboidratos e pobre em gorduras é recomendada nos períodos fora das crises. Uma parte considerável dos pacientes que sobrevivem às crises apresenta um grau variável de manifestações neurológicas. Entretanto, os mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos da deficiência de MCAD são praticamente desconhecidos. No presente estudo avaliamos a influência dos principais metabólitos acumulados na deficiência de MCAD, os ácidos AO, AD e AcD, e , em alguns casos, também de seus derivados de carnitina e glicina, sobre as atividades de enzimas importantes do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos Wistar de 30 dias de vida. AO, AD, AcD e octanoilcarnitina inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase, com ênfase ao AcD, o inibidor mais potente da atividade da enzima. Além disso, verificamos que a co-incubação do AO com glutationa (GSH) ou trolox (vitamina E solúvel) evitou seu efeito inibitório sobre a atividade da enzima. A inibição da enzima pelo AcD foi também prevenida quando o mesmo foi co-incubado com as enzimas catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD) juntas, mas não com GSH. Além disso, AO, AD e AcD aumentaram a lipoperoxidação em homogeneizados de córtex cerebral de ratos, medidos por quimioluminescência e TBA-RS. Tais resultados sugerem que esses metabólitos inibiram a atividade da Na+, K+-ATPase via radicais livres. Observamos ainda que somente AD e AcD inibiram atividades dos complexos da cadeia respiratória, ao contrário do AO que não teve qualquer ação sobre essas atividades. Enquanto o AD diminuiu somente a atividade do complexo IV a uma concentração muito alta (3 mM), o AcD diminuiu as atividades dos complexos II, II-III e IV dentro da faixa de concentrações encontrada na deficiência de MCAD (0,25-0,5 mM). Além disso, AO, AD e AcD inibiram a produção de CO2 a aprtir de glicose e acetato radiativos como substratos, indicando uma inibição do ciclo de Krebs. No entanto, somente AD e AcD reduziram a produção de CO2 a partir de citrato, enquanto AO não alterou a mesma. Além disso, nenhum dos três metabólitos testados alterou a atividade da citrato sintase. Demonstramos ainda que o AcD reduziu as atividades da creatinaquinase mitocondrial e citosólica, mas em uma concentração muito alta não encontrada na deficiência de MCAD. Este efeito não foi evitado por GSH, vitamina C+E ou L-NAME, sugerindo que o mesmo deve ter ocorrido via mecanismo distinto do estresse oxidativo. AcD foi o inibidor mais potente das atividades enzimáticas testadas neste trabalho, indicando que deve ser o metabólito de maior toxicidade nesta doença, ao menos no que se refere ao comprometimento do metabolismo energético. Espera-se que nossos resultados possam contribuir para um melhor entendimento dos mecanismos responsáveis pelos sintomas neurológicos envolvidos na deficiência de MCAD.

Efeitos in vivo e in vitro do ácido glutárico sobre parâmetros bioquímicos do metabolismo energético em cérebro médio, músculo esquelético e músculo cardíaco de ratos jovens

O ácido glutárico (AG) é o principal metabólito acumulado nos tecidos e fluidos corporais de pacientes afetados por acidemia glutárica tipo I (AG I), um erro inato do metabolismo da via catabólica dos aminoácidos lisina, hidroxilisina e triptofano causado pela deficiência severa da atividade da enzima glutaril-CoA desidrogenase. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica com encefalopatia aguda ocorrem nestes pacientes principalmente entre 3 e 36 meses de vida, levando a uma marcada degeneração estriatal, que é a principal manifestação neurológica da doença. Depois de sofrer essas crises, os pacientes apresentam distonia e discinesia que progridem rapidamente e os incapacita para as atividades normais. Apesar dos sintomas neurológicos severos e achados neuropatológicos com atrofia cerebral, os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. O objetivo inicial do presente trabalho foi desenvolver um modelo animal por indução química de AG I através da injeção subcutânea do AG em ratos Wistar de forma que os níveis cerebrais deste composto atinjam concentrações similares aos encontrados em pacientes (~0,5 mM) para estudos neuroquímicos e comportamentais. Observamos que o AG atingiu concentrações no cérebro aproximadamente 10 vezes menores do que no plasma e 5 vezes menores do que nos músculos cardíaco e esquelético. O próximo passo foi investigar o efeito desse modelo sobre parâmetros do metabolismo energético no cérebro médio, bem como nos tecidos periféricos (músculo cardíaco e músculo esquelético) de ratos de 21 dias de vida Verificamos que a produção de CO2 a partir de glicose não foi alterada no cérebro médio dos ratos, bem como a atividade da creatina quinase no cérebro médio, músculo cardíaco e músculo esquelético. A atividade do complexo I-III da cadeia respiratória estava inibida em cérebro médio de ratos (25%), enquanto no músculo esquelético estavam inibidas as atividades dos complexos I-III (25%) e II-III (15%) e no músculo cardíaco não foi encontrada nenhuma inibição dos complexos da cadeia respiratória. Em seguida, testamos o efeito in vitro do AG sobre os mesmos parâmetros do metabolismo energético e observamos uma inibição das atividades do complexo I-III (20%) e da sucinato desidrogenase (30%) no cérebro médio na concentração de 5 mM do ácido. A produção de CO2, a partir de glicose e acetato, e a atividade da creatina quinase não foram alteradas pelo AG no cérebro médio dos animais. Assim, concluímos que o AG interfere no metabolismo energético celular, o que poderia explicar, ao menos em parte, a fisiopatogenia da AG I.

Efeitos do exercício intermitente de alta intensidade e da suplemantação alimentar com carboidratos no metabolismo de glicídios em ratos treinados

Resumo não disponível

Efeito do trans-resveratrol sobre a longevidade e o metabolismo de glicogênio de Drosophila melanogaster em diferentes idades

O trans-resveratrol é uma fitoalexina natural encontrada em uvas, amoras, amendoim e muitas espécies de plantas. Em uvas o trans-resveratrol é responsável pela proteção natural contra doenças e sua concentração depende da origem geográfica, da variedade e dos métodos de fabricação do vinho; sendo considerado por muitos autores como um geroprotetor. O objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito do transresveratrol na longevidade e no metabolismo de carboidratos (glicogênio, atividade e expressão da enzima glicogênio fosforilase - GFT) de Drosophila melanogaster em diferentes idades (0, 7, 14, 18 e 21 dias). Para a análise da longevidade espécimes de D. melanogaster com idade de 10 dias foram colocados em vidros contendo meio de cultura padrão acrescido de água ou dimetilsulfóxido (DMSO) 0,03%, ou trans-resveratrol nas concentrações de 1, 10 ou 20μM para ovoposição durante 24 horas, a prole recebeu os seus respectivos tratamentos durante toda a vida. Para as análises do metabolismo de glicogênio os espécimes de D. melanogaster foram colocados em meio de cultura padrão adicionado de água ou dimetilsulfóxido 0,03% (DMSO) ou ainda, trans-resveratrol na concentração de 1μM dissolvido em DMSO (0,03%) para ovoposição; seus ovos foram mantidos até a eclosão, durante a fase adulta os animais continuaram a receber os seus respectivos tratamentos até os pontos em que foram feitas as determinações bioquímicas e moleculares. Os resultados indicam que o tratamento com trans-resveratrol modulou o metabolismo de carboidratos em fêmeas e em machos de forma diferenciada; contudo, este composto não foi capaz de alterar a expressão gênica da GFT. Nas fêmeas tratadas com trans-resveratrol 1μM verificou-se um aumento de 127% na longevidade quando comparado ao grupo controle. Já nos machos tratados com trans-resveratrol 1μM observou-se um acréscimo de 50% na longevidade quando comparado ao grupo controle. Em ambos sexos tratados com Trans-resveratrol 10 e 20μM não houve aumento significativo da longevidade. Com base nos resultados podemos sugerir que o trans-resveratrol como outros antioxidantes descritos na literatura tem seus efeitos benéficos na menor dose administrada, podendo nas doses mais elevadas estar atuando como um pró-oxidante. Os resultados obtidos sugerem que o trans-resveratrol modula o metabolismo do glicogênio tanto em machos como em fêmeas e aumenta a longevidade do modelo experimental testado.

Morfologia, estrutura celular, metabolismo, nutrição e multiplicação de bactérias e leveduras

Unidade 2

A infecção por Leishmania infantum chagasi altera o metabolismo lipídico do hospedeiro

American visceral leishmaniasis (AVL), caused by Leishmania infantum chagasi (L.i.chagasi), stands as a public health problem in Brazil, with human and canine cases related in all states..Lipid metabolism can be modified in several status of infection. For example, experimental studies show that the cholesterol is necessary to internalization and replication of L.i.chagasi in macrophages through caveolar domains. Patients with AVL present low levels of cholesterol and a visible triglycerides increase. This work aimed to evaluate the lipid metabolism in several post-infection status by L.i.chagasi, including individuals with symptomatic infection (AVL), and asymptomatic. The levels of cholesterol, triglycerides, HDL and reactive C protein, were measured. Individuals with AVL were compared with individuals with assymptomatic infection and presented low levels of total cholesterol (128 ± 6.180 mg/dL vs. 158 ±5.733 mg/dL, p=0.0001), HDL (29 ± 1.746 mg/dL vs. 37 ± 1.647 mg/dL, p=0.0001), increased levels of triglycerides (149.5 mg/dL ± 12.72 vs. 78.00 ± 10.43 mg/dL, p=0.0095) and higher levels of reactive C protein (1.750± 0.4939 mg/dL vs. 0.40 ± 0.1707 mg/dL; p=0.0001). The expression of genes related to lipid metabolism, such as LXR-a, LXR-b, PPAR-a, PPAR-d, PPAR-g and APOE was evaluated by real time PCR. A reduction in the expression of those genes was found in the group of AVL patients corroborating the serum levels of the metabolites earlier quantified. Our findings suggest a modulation of metabolism of lipids, in the chronic phase of AVL, this could facilitate the survival of leishmania, due to the known reduction on the ability of macrophages in presenting antigens efficiently to the T cells due to the reduction in the cholesterol available, it results in a subversion of the host immunity.

Avaliação de parâmetros de estresse oxidativo em plantas de cana-de-açúcar tratadas com peróxico de hidrogênio

The genus Saccharum belongs to Poaceae family. Sugarcane has become important monocultures in Brazil due to their products: ethanol and sugar. The production may change between different regions from Brazil. This difference is related to soil, climatic conditions and temperature that promotes oxidative stress that may induce an early flowering. The aim of this work was to identify the effects of oxidative stress. In order to analyse this, sugarcane plants were submitted to oxidative stress using hydrogen peroxide. After this treatment, the oxidative stress were analyzed Then, the plant responses were analyzed under different approaches, using morphophysiological, biochemical and molecular tools. Thus, sugarcane plants were grown under controlled conditions and until two months they were subjected first to a hydroponics condition for 24 hours in order to acclimation. After this period, these plants were submitted to oxidative stresse using 0 mM, 10 mM, 20 mM and 30 mM hydrogen peroxide during 8 hours. The histomorphometric analysis allowed us to verify that both root and leaf tissues had a structural changes as it was observed by the increased in cell volume, lignin accumulation in cell walls. Besides, this observation suggested that there was a change in redox balance. Also, it was analyzed the activity of the SOD, CAT and APX enzymes. It was observed an increase in the SOD activity in roots and it was also observed a lipid peroxidation in leaves and roots. Then, in order to identify proteins that were differently expressed in this conditions it was used the proteomic tool either by bidimensional gel or by direct sequencing using the Q-TOF EZI. The results obtained with this approach identified more than 3.000 proteins with the score ranging from 100-5000 ions. Some of the proteins identified were: light Harvesting; oxygenevolving; Thioredoxin; Ftsh-like protein Pftf precusor; Luminal-binding protein; 2 cys peroxiredoxin e Lipoxygenase. All these proteins are involved in oxidative stress response, photsynthetic pathways, and some were classified hypothetical proteins and/or unknown (30% of total). Thus, our data allows us to propose that this treatment induced an oxidative stress and the plant in response changed its physiological process, it made changes in tissue, changed the redox response in order to survival to this new condition

Alterações no metabolismo de zinco relacionadas ao envelhecimento

Although many studies point to alterations in the organic concentrations of zinc in elderly patients, the mechanisms by which aging might cause changes in the metabolism of this nutrient remain unclear. Thus, we assessed the changes in plasma zinc, Zinc Binding Capacity to Plasma Protein (ZnBCPP) and Saturation Index (SI), comparing elderly individuals and young adults. The zinc analyses were performed by atomic absorption spectrophotometry. A statistically significant difference (p < 0.001) was found between the two groups, in relation to plasma zinc and SI, but the ZnBCPP did not differ between the younger and older subjects. In agreement with this result, it was shown in the young group that 76% (R2 = 0.760) of the ZnBCPP variations are explained by the variations in plasma zinc and SI. In the elderly group this measure decreased to 30.5% (R2 = 0.305). We conclude, therefore, that aging may be a factor associated to changes in control mechanisms and in zinc homeostasis, and could even alter ZnBCPP response patterns and other zinc-related indicators of nutritional status.

IL-10 na patogênese da infecção por Leishmania infantum

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Consequências da colectomia associada à hepatectomia no metabolismo hepático e na forma e função de hemácias em ratos

This study investigated the influence of partial colectomy associated with hepatectomy on the biodistribution of the 99mTc-phytate, on metabolic parameters, as well as labeling and morphology of red blood cells. Wistar rats were distributed into three groups (each with 6), nominated as colectomy, colectomy+hepatectomy and sham. In the 30th postoperative day all rats were injected with 99mTc-phytate 0.1mL i.v. (radioactivity 0.66 MBq). After 15 minutes, liver sample was harvested and weighed. Percentage radioactivity per gram of tissue (%ATI/g) was determined using an automatic gamma-counter. Serum AST, ALT, alkaline phosphatase and red blood cells labeling were determined. The liver %ATI/g and red blood cells labeling were lower in colectomy and colectomy+hepatectomy rats than in sham rats (p <0.05), and no difference was detected comparing the colectomy and colectomy+hepatectomy groups. Red blood cells morphology did not differ among groups. Serum levels of AST, ALT and alkaline fosfatase were significantly higher in colectomy+hepatectomy than in colectomy rats (p<0.001). Hepatectomy associated with colectomy lowered the uptake of radiopharmaceutical in liver and in red blood cells in rats, coinciding with changes in liver enzymatic activity

Influência do tratamento com ácido lipoico sobre o metabolismo ósseo e perfil antioxidante de mulheres na perimenopausa

Bone is a dynamic tissue that is in constant process of remodeling in response to mechanical stress and hormonal changes. This study aimed to understand the relationship between the biochemical changes, which women in the menopausal transition are subject to, and how the use of an alternative therapy with lipoic acid (LA) could influence these changes. The study of double-blind, was carried out in perimenopausal women that underwent a three month treatment with 600 mg of AL compared with another group that received placebo during the same period. This study showed that women had a waist circunference and body mass index above the values recommended by WHO (WC ≥ 80 cm; BMI > 25kg/m2). Associated with this, these women had increased concentrations of total cholesterol and triglycerides, and borderline LDL (Total Cholesterol > 200mg/dL; Triglycerides > 150mg/dL; LDL >130mg/dL). These changes were not affected by treatment with AL. There were no shifts in liver profile (ALT, AST and GGT), kidney profile (urea, creatinine, total protein and albumin), mineral profile (Total Calcium, Ionized Calcium, Phosphorus and Magnesium) as well in bone markers (osteocalcin, Total Alkaline Phosphatase and Tartrate Resistant Acid Phosphatase) after treatment with LA. The results of the oxidative profile showed that treatment with LA decreased GPx activity (p < 0,01), while for the TBARS, GSH and SOD activity there were no differences. With regard to SOD, this enzyme will submit to be high in the placebo group after 3 months of study (p<0,05). The expression of RANKL mRNA was reduced (p < 0,05) and of RANK increased (p <0.001), after treatment with LA, while the expression of IL-6 and TNF-ɑ genes were no changed. We conclude that women already in the perimenopause stage have changes in lipid profile and body composition that could induce shifts in oxidative and bone metabolism. However, LA treatment has provided an effective effect in the oxidative and bone profile since the earliest markers such as GPx activity and mRNA expression of RANKL, respectively, were reduced associated with no change in SOD activity. These results suggest a beneficial and protective effect of LA, indicating it potential as an alternative treatment to help the to prevent the complications associated with estrogen deficiency

Estudo de polimorfismos em genes relacionados ao metabolismo do ácido fólico e sua associação com o desenvolvimento de fendas orais não-sindrômicas

The congenital facial clefts are characterized by incomplete formation of the structures that separate the oral and nasal cavity. It is known that several environmental and genetic factors are involved in its development, among these, polymorphisms associated with folic acid metabolism have been investigated. In this sense, the objective was to observe the frequency of polymorphisms C677T and A1298C methylenetetrahydrofolate reductase gene (MTHFR), methionine synthase A2756G of (MTR), A66G of methionine synthase reductase (MTRR) A80G and the reduced folate carrier (RFC1) in patients with non-syndromic oral clefts, trying to match them with their development. Methods: We studied 140 patients with non-syndromic oral clefts and their mothers and 175 control subjects with their mothers, who underwent a questionnaire to obtain family information. Were collecting blood for DNA extraction from patients and their mothers to identify the genotypes of both by PCRRFLP, in addition to carrying out the determination of glucose, AST, ALT and serum creatinine, folic acid and vitamin B12 Serum and plasma homocysteine, and the hemogram. Results: Most patients have cleft lip and palate (55.8%), followed by isolated cleft palate (24.2%) and cleft lip (20%). Regarding gender, 62% of patients were male and 48% female and, after subdivision of the type of screwdriver according to sex was found a prevalence of males in the cracks of the type lip and palate (69 %) and lip (69.2%) and in the case of cleft palate was a female predominance (59%). The average concentration of serum folate in the group of mothers of cleft patients was significantly lower (13.8 ± 2.4 ng / mL) compared with the group of mothers of control subjects (18.8 ± 3.4 ng / mL) This was also observed for the group of cleft children as compared to controls, the dosage of folic acid had a significant difference with values of 15.6 ± 0.6 (ng / mL) and 17.9 ± 0.6 (ng / mL), respectively. For the biochemical measurements of glucose, AST, ALT and creatinine were not statistically different, nor was observed for haematological parameters performed. In assessing the frequency of polymorphisms C677T and A1298C MTHFR, A2756G MTR, MTRR A66G and A80G of the RFC1 there was no statistically significant difference in genotype distribution between cases and controls both for mothers and in the cleft. Conclusion: Although not observed association of polymorphisms with the development of cracks, the decrease in serum folate in the group of cleft patients and their mothers may reflect a disturbance in the metabolism of this metabolite, necessitating further studies such as studies methylation and expression to further elucidate the involvement of folate in the development of oral clefts

Correspondência entre obesidade e hiperlipidemia em cães

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