Regulação endócrina de curto prazo de hormônios relacionados à fome em mulheres obesas que apresentam episódios de compulsão alimentar

A compulsão alimentar está associada a diversas doenças, entre elas, a obesidade.Com o intuito de pesquisar a diferença hormonal ligada ao controle da fome e da saciedade associada ao episódio de compulsão alimentar (ECA), avaliou-se a concentração sérica dos hormônios que regulam este processo em mulheres adultas. Métodos: O estudo experimental foi composto de 3 grupos (n=23), sendo: grupo Eutrófico (GE;n=8), grupo obeso sem ECA (GO;n=7) e obesas com ECA (ECA;n=8). Todas as mulheres que participaram do estudo freqüentavam os serviços de saúde da Policlínica Piquet Carneiro. Foram dosados os hormônios: Grelina Total, Glucagon, Adiponectina, Amilina, Peptídeo C, GLP-1, Insulina e Leptina séricos nos tempos: jejum, 15 e 60 minutos após a ingestão da refeição fornecida. As refeições ingeridas foram controladas em energia, 55% carboidratos, 15% proteínas, 30% lipídios. Os dados foram analisados como valores médios por grupo em software SAS, considerando p<0,05. Resultados: A idade das mulheres estudadas variou de 32 a 50 anos. A concentração de adiponectina encontrada, que é inversamente proporcional a adiposidade, foi significativamente menor no grupo ECA em relação aos demais grupos (p=0,01). Em relação à leptina, o grupo GO apresentou concentração maior em relação aos demais grupos (p<0,0001). Já, a concentração de grelina encontrada foi significativamente menor no grupo ECA em relação aos demais grupos (p=0,02). Foram encontradas concentrações significativamente maiores de insulina no grupo GO em relação aos demais grupos (p=0,04). A concentração de amilina encontrada foi significativamente maior no grupo GO em relação aos outros grupos (p=0,01). A concentração de GLP-1 encontrada no grupo GO foi maior em média, porém esta diferença não foi estatisticamente significativa entre os grupos (p=0,25). A concentração de Peptídeo C encontrada no grupo GO foi maior em relação aos outros grupos (p=0,003). Apesar da concentração de Glucagon no grupo ECA ser maior em relação aos demais grupos, estes valores não eram diferentes estatisticamente (p=0,13). Nossos achados mostraram que obesas ECA tem perfil hormonal diferente de obesas sem ECA. A baixa concentração de grelina do grupo de obesas ECA e a alta concentração de insulina, peptídeo C e amilina nas obesas com e sem ECA pode estar relacionado com o aumento da ingestão alimentar e com o desequilíbrio energético.

DNA-Mediated Charge Transport Devices for Protein Detection

Detection of biologically relevant targets, including small molecules, proteins, DNA, and RNA, is vital for fundamental research as well as clinical diagnostics. Sensors with biological elements provide a natural foundation for such devices because of the inherent recognition capabilities of biomolecules. Electrochemical DNA platforms are simple, sensitive, and do not require complex target labeling or expensive instrumentation. Sensitivity and specificity are added to DNA electrochemical platforms when the physical properties of DNA are harnessed. The inherent structure of DNA, with its stacked core of aromatic bases, enables DNA to act as a wire via DNA-mediated charge transport (DNA CT). DNA CT is not only robust over long molecular distances of at least 34 nm, but is also especially sensitive to anything that perturbs proper base stacking, including DNA mismatches, lesions, or DNA-binding proteins that distort the π-stack. Electrochemical sensors based on DNA CT have previously been used for single-nucleotide polymorphism detection, hybridization assays, and DNA-binding protein detection. Here, improvements to (i) the structure of DNA monolayers and (ii) the signal amplification with DNA CT platforms for improved sensitivity and detection are described.

First, improvements to the control over DNA monolayer formation are reported through the incorporation of copper-free click chemistry into DNA monolayer assembly. As opposed to conventional film formation involving the self-assembly of thiolated DNA, copper-free click chemistry enables DNA to be tethered to a pre-formed mixed alkylthiol monolayer. The total amount of DNA in the final film is directly related to the amount of azide in the underlying alkylthiol monolayer. DNA monolayers formed with this technique are significantly more homogeneous and lower density, with a larger amount of individual helices exposed to the analyte solution. With these improved monolayers, significantly more sensitive detection of the transcription factor TATA binding protein (TBP) is achieved.

Using low-density DNA monolayers, two-electrode DNA arrays were designed and fabricated to enable the placement of multiple DNA sequences onto a single underlying electrode. To pattern DNA onto the primary electrode surface of these arrays, a copper precatalyst for click chemistry was electrochemically activated at the secondary electrode. The location of the secondary electrode relative to the primary electrode enabled the patterning of up to four sequences of DNA onto a single electrode surface. As opposed to conventional electrochemical readout from the primary, DNA-modified electrode, a secondary microelectrode, coupled with electrocatalytic signal amplification, enables more sensitive detection with spatial resolution on the DNA array electrode surface. Using this two-electrode platform, arrays have been formed that facilitate differentiation between well-matched and mismatched sequences, detection of transcription factors, and sequence-selective DNA hybridization, all with the incorporation of internal controls.

For effective clinical detection, the two working electrode platform was multiplexed to contain two complementary arrays, each with fifteen electrodes. This platform, coupled with low density DNA monolayers and electrocatalysis with readout from a secondary electrode, enabled even more sensitive detection from especially small volumes (4 μL per well). This multiplexed platform has enabled the simultaneous detection of two transcription factors, TBP and CopG, with surface dissociation constants comparable to their solution dissociation constants.

With the sensitivity and selectivity obtained from the multiplexed, two working electrode array, an electrochemical signal-on assay for activity of the human methyltransferase DNMT1 was incorporated. DNMT1 is the most abundant human methyltransferase, and its aberrant methylation has been linked to the development of cancer. However, current methods to monitor methyltransferase activity are either ineffective with crude samples or are impractical to develop for clinical applications due to a reliance on radioactivity. Electrochemical detection of methyltransferase activity, in contrast, circumvents these issues. The signal-on detection assay translates methylation events into electrochemical signals via a methylation-specific restriction enzyme. Using the two working electrode platform combined with this assay, DNMT1 activity from tumor and healthy adjacent tissue lysate were evaluated. Our electrochemical measurements revealed significant differences in methyltransferase activity between tumor tissue and healthy adjacent tissue.

As differential activity was observed between colorectal tumor tissue and healthy adjacent tissue, ten tumor sets were subsequently analyzed for DNMT1 activity both electrochemically and by tritium incorporation. These results were compared to expression levels of DNMT1, measured by qPCR, and total DNMT1 protein content, measured by Western blot. The only trend detected was that hyperactivity was observed in the tumor samples as compared to the healthy adjacent tissue when measured electrochemically. These advances in DNA CT-based platforms have propelled this class of sensors from the purely academic realm into the realm of clinically relevant detection.

I. Studies on alkaline phosphatase activity in developing sea urchin embryos. II. Studies on the activation of protein biosynthesis in sea urchin eggs at fertilization

I. Alkaline phosphatase activity in the developing sea urchin Lytechinus pictus has been investigated with respect to intensity at various stages, ionic requirements and intracellular localization. The activity per embryo remains the same in the unfertilized egg, fertilized egg and cleavage stages. At a time just prior to gastrulation (about 10 hours after fertilization) the activity per embryo begins to rise and increases after 300 times over the activity in the cleavage stages during the next 60 hours.

The optimum ionic strength for enzymatic activity shows a wide peak at 0.6 to 1.0. Calcium and magnesium show an additional optimum at a concentration in the range of 0.02 to 0.07 molar. EDTA at concentrations of 0.0001 molar and higher shows a definite inhibition of activity.

The intracellular localization of alkaline phosphatase in homogenates of 72-hour embryos has been studied employing the differential centrifugation method. The major portion of the total activity in these homogenates was found in mitochondrial and microsomal fractions with less than 5% in the nuclear fraction and less than 2% in the final supernatant. The activity could be released from all fractions by treatment with sodium deoxycholate.

II. The activation of protein biosynthesis at fertilization in eggs of the sea urchins Lytechinus pictus and Strongylocentrotus purpuratus has been studied in both intact eggs and cell-free homogenates. It is shown that homogenates from both unfertilized and fertilized eggs are dependent on potassium and magnesium ions for optimum amino acid incorporation activity and in the case of the latter the concentration range is quite narrow. Though the optimum magnesium concentrations appear to differ slightly in homogenates of unfertilized and fertilized eggs, in no case was it observed that unfertilized egg homogenates were stimulated to incorporate at a level comparable to that of the fertilized eggs.

An activation of amino acid incorporation into protein has also been shown to occur in parthenogenetically activated non-nucleate sea urchin egg fragments or homogenates thereof. This activation resembles that in the fertilized whole egg or fragment both in amount and pattern of activation. Furthermore, it is shown that polyribosomes form in these non-nucleate fragments upon artificial activation. These findings are discussed along with possible mechanisms for activation of the system at fertilization.

I. Studies on the activation of Drosophila phenol oxidase. II. Studies on serum insulin in normal subjects and diabetics

Part I

Phenol oxidase is the enzyme responsible for hardening and pigmentation of the insect cuticle. In Drosophila, phenol oxidase is a latent enzyme. Enzyme activity is produced by the interaction of a number of protein components. A minimal activation scheme consisting of six protein components, designated Pre S, S activator, S, P. P' and Ʌ₁ is described. Quantitative assays have been developed for the S activator, S, P and P' proteins and these components have been partially purified. Experiments describing the interactions of the six components have been conducted and a model for the activation of phenol oxidase in a minimal system is proposed. Possible mechanisms of the reactions between the constituents of the activating system and potential regulatory mechanisms involved in phenol oxidase production and function are discussed.

Part II

A method has been developed for the partial purification of insulin from human serum. A procedure for the determination of the electrophoretic mobility of serum insulin on polyacrylamide gels is described. An electrophoretic analysis of insulin isolated from a normal subject is reported and in addition to a major band, the existence of a number of minor bands of immunoreactive insulin is described. A comparison of the electrophoretic patterns of insulin isolated from normal and diabetic subjects was carried out and indications that differences between them may occur are reported.

Composição corporal de indivíduos com lesão medular cervical: influência do exercício físico e comparação de métodos

Objetivo: Comparar a composição corporal total e regional e a distribuição de gordura de homens com lesão medular LM cervical fisicamente ativos e não ativos, e sua relação com a concentração de proteína C reativa ultra-sensível (PCR-us). Além disso, identificar um protocolo de impedância bioelétrica (BIA) que forneça resultados de percentual de massa gorda (MG) total concordantes com os obtidos pelo método de referência, absorciometria de dupla emissão de raios-X (DXA). Métodos: Os participantes possuíam lesão medular entre C5-C7 e foram classificados em ativos (n=15) e não ativos (n=10). Consideraram-se ativos os indivíduos que praticavam exercícios físicos há pelo menos três meses, três vezes por semana ou mais, totalizando tempo mínimo de 150 minutos de atividades físicas por semana. A determinação da composição corporal total e regional (braços, pernas e tronco) foi realizada por DXA. A PCR-us foi mensurada por imunoturbidimetria. Os protocolos de BIA testados foram: a) para indivíduos com LM (KOCINA & HEYWARD, 1997); b) para grupos que incluem idosos (GRAY et al 1989); c) validado para idosos brasileiros (DEY et al, 2003). A análise estatística dos dados incluiu ANCOVA para comparar a massa corporal total, composição corporal e PCR-us entre os grupos; e correlação parcial com correção pelo tempo de lesão (TL) para identificar a associação de exercício físico com MG e da PCR-us com exercício físico e MG tronco. A comparação dos resultados de percentual de gordura obtidos por DXA e cada um dos protocolos de BIA foi realizada por ANOVA one way e Dunnet pós teste. A análise de Bland-Altman foi realizada para verificação da concordância entre os métodos testados. Conclusão: O exercício físico praticado de forma contínua e controlada é importante para manter menores valores de MG e evitar acúmulo de gordura na região do tronco. A melhor composição corporal e distribuição de gordura corporal observadas no grupo ativo possivelmente levaram à menor concentração de PCR-us sérica. Juntas, estas adaptações provavelmente contribuíram para a redução dos riscos de desenvolvimento de doenças cardiometabólicas. A semelhança na modificação da composição corporal entre idosos e indivíduos com LM sugere que protocolos de BIA propostos para idosos podem ser adequados para avaliação da composição corporal de indivíduos com lesão medular cervical.

Avaliação da ingestão habitual de cálcio e sua associação com a concentração intracelular de cálcio, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial

A associação inversa da ingestão de cálcio dietético com adiposidade corporal e pressão arterial está documentada em estudos epidemiológicos. Achados experimentais sugerem que este fenômeno pode ser mediado por alterações na concentração intracelular de cálcio ([Ca]i). Existem poucos estudos relacionando o cálcio dietético com a [Ca]i. O objetivo do presente estudo foi avaliar a relação da ingestão habitual de cálcio dietético com a [Ca]i, adiposidade corporal, perfil metabólico, biomarcadores inflamatórios, pressão arterial e função endotelial em mulheres. Para tanto, foi desenvolvido estudo transversal, com 76 mulheres na pré-menopausa submetidas à avaliação: dietética (questionário de frequência alimentar validado); da [Ca]i em eritrócitos (espectrometria de absorbância atômica); da gordura corporal (GC) total [índice de massa corporal (IMC) e % GC por bioimpedância elétrica] e central [perímetro da cintura (PC), e razão cintura quadril (RCQ)]; do perfil metabólico (glicose, colesterol e frações, insulina e HOMA-IR); dos biomarcadores inflamatórios [adiponectina e proteína C-reativa (PCR)]; dos biomarcadores da função endotelial [molécula de adesão intracelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1) e E-Selectina]; da função endotelial avaliada pelo equipamento Endo-PAT2000; e da pressão arterial. Calcitriol, paratormônio, cálcio sérico e cálcio urinário completaram o metabolismo do cálcio. As participantes foram estratificadas em 2 grupos de acordo com a ingestão habitual de cálcio: Grupo com baixa ingestão de cálcio ou BIC (n=32; ingestão de cálcio <600mg/d) e Grupo com elevada ingestão de cálcio ou AIC (n=44; ingestão de cálcio ≥600mg/d). A média da idade foi semelhante entre os grupos (Grupo BIC: 31,41,4 vs Grupo AIC: 31,41,4anos; p=0,99). Após ajustes para fatores de confundimento (idade, ingestão de energia, bebida alcoólica, proteína, carboidratos e lipídios), o Grupo AIC, em comparação com o BIC, apresentou valores significativamente mais baixos de IMC (25,65,3 vs 26,9 6,0 kg/m; p=0,02), PC (84,413,6 vs 87,815,3cm; p=0,04), % GC (31,15,9 vs 33,35,6 %; p=0,003), pressão arterial diastólica (68,210,8 vs 72,411,2 mm Hg; p=0,04) e pressão arterial média (80,1310,94 vs 83,8611,70 mmHg; p=0,04); e significativamente mais altos de HDL-colesterol (58,612,2 vs 52,912,2 mg/dL; p=0,004) e adiponectina (34572,1 19472,8 vs 31910,319385,1 ng/mL; p=0,05). A [Ca]i e as outras variáveis avaliadas não diferiram entre os grupos, mesmo após ajustes. Neste estudo realizado com mulheres, o maior consumo de cálcio se associou com valores mais baixos de adiposidade corporal total e central, pressão arterial diastólica e média; além de valores mais elevados de HDL-colesterol e adiponectina

Estudo da interação de antipsicóticos atípicos e albumina sérica com base em modelos matemáticos e espectrofluorimétricos

Os antipsicóticos são drogas utilizadas no tratamento de muitos transtornos psiquiátricos, sendo classificados em dois grupos: típicos e atípicos. Os típicos formam o grupo de drogas que bloqueiam especialmente os receptores de dopamina e, por isto, causam efeitos colaterais característicos, que se manifestam através de sintomas extrapiramidais e podem terminar em discinesia tardia. Os atípicos apresentam eficácia antipsicótica similar à dos antipsicóticos típicos, mas produzem menos efeitos colaterais extrapiramidais e não causam discinesia tardia. Os antipsicóticos se ligam às proteínas plasmáticas, principalmente a albumina, a qual representa cerca de 60% do total das proteínas no soro humano. Neste trabalho estudamos os processos de interação de duas drogas antipsicóticas atípicas, risperidona e sulpirida, com as albuminas séricas humana (HSA) e bovina (BSA), através da técnica de supressão da fluorescência intrínseca do triptofano. A partir dos espectros de fluorescência, a análise dos dados foi feita obtendo-se os gráficos e as constantes de Stern-Volmer. A análise da supressão da fluorescência foi feita a partir da média aritmética dos dados oriundos dos experimentos realizados em cada condição adotada. Como a molécula da sulpirida é fluorescente desenvolvemos uma modelagem matemática do processo de interação, que nos permitiu então obter os dados referentes à supressão da fluorescência da proteína. Os resultados mostraram que a risperidona e a sulpirida suprimem a fluorescência de ambas albuminas por um processo de quenching estático, formando complexos droga-albumina. A risperidona tem uma afinidade com a HSA cerca de 6,5 vezes maior do que a sulpirida, a 37 oC. As constantes de associação calculadas para a interação risperidona-HSA, através da Teoria de Stern-Volmer, foram 1,43 ( 0,05) x 105 M-1, a 37 C, e 2,56 ( 0,09) x 105 M-1, a 25 C1; e para a sulpirida, 2,20 ( 0,08) x 104 M-1, a 37 C, e 5,46 ( 0,20) x 104 M-1, a 25 C. Como a taxa de quenching da BSA foi maior do que a da HSA, sugerimos que o sítio primário para a risperidona nas albuminas esteja localizado mais próximo ao domínio do triptofano 134 da BSA do que do domínio do triptofano 212 da HSA. O mesmo sugerimos com relação ao sítio para a sulpirida a 37 C.

Disfunções endócrinas no modelo de programação pela exposição à fumaça de cigarro na lactação

Eventos ou estímulos no início da vida podem afetar o desenvolvimento do indivíduo; dentre esses o tabagismo materno. A exposição materna isolada à nicotina, principal componente do cigarro, causa na prole alterações metabólicas, em curto e longo prazo, como aumento da adiposidade, resistência à leptina, e disfunção tireoideana e adrenal. Entretanto é sabido que na fumaça de cigarro estão presentes outros componentes com potenciais efeitos tóxicos. Assim propomos comparar o efeito de duas formas de exposição neonatal à fumaça do cigarro sobre o perfil endócrino-metabólico da prole em curto e longo prazo. Para isso, no 3 dia após o nascimento, ratos lactentes foram submetidos a dois modelos: Modelo I (exposição pelo leite materno), ninhadas separadas em: exposição à fumaça (EF; n=8) lactantes expostas à fumaça de cigarros 2R1F (1,7 mg de nicotina/cigarro por 1h, 4 vezes ao dia), separadas de suas proles e grupo controle (C; n=8), onde as mães foram separadas de suas proles e expostas ao ar filtrado; Modelo II (exposição direta à fumaça), ninhadas separadas em: exposição à fumaça (EF; n=8) mães e proles expostas à fumaça de cigarros 2R1F e controle (C; n=8) mães e proles expostas ao ar filtrado. A exposição ao tabaco ocorreu até o desmame. Mães sacrificadas aos desmame e proles aos desmame e aos 180 dias de idade. As mães lactantes expostas à fumaça (EF) apresentaram hipoleptinemia (-46%), hiperprolactinemia (+50%), hipoinsulinemia (-40%) e diminuição de triglicérides (-53%). Quanto a composição bioquímica do leite, as lactantes EF mostraram aumento de lactose (+52%) e triglicérides (+78%). No modelo I, as proles EF apresentaram ao desmame: diminuição da gordura corporal total (-24%), aumento de proteína corporal total (+17%), diminuição da glicemia (-11%), hiperinsulinemia (+28%), hipocorticosteronemia (-40%) e aumento de triglicérides (+34%). Quando adultas, as proles EF apresentaram somente alteração da função adrenal onde observou-se menor conteúdo de catecolaminas (-50%) e da expressão de tirosina hidroxilase na medula adrenal (-56%). No modelo II, as proles EF aos 21 dias exibiram diminuição da MC (-7%), do comprimento nasoanal (-5%), da gordura retroperitoneal (-59%), da área dos adipócitos viscerais (-60%) com maior área dos adipócitos subcutâneos (+95%), aumento do T4 (+59), da corticosterona (+60%), do conteúdo adrenal de catecolaminas (+58%) e hipoinsulinemia (-29%). Aos 180 dias, as proles EF apresentaram aumento da ingestão alimentar (+10%), dos depósitos de gordura visceral (~60%) e conteúdo de gordura corporal total (+50%), menor área dos adipócitos subcutâneos (-24%), aumento da leptina (+85%), glicemia (+11%), adiponectina (+1.4x), T3 (+71%), T4 (+57%) e TSH (+36,5%) com menor corticosterona (-41%) e catecolaminas adrenais (-57%) e aumento dos triglicerídeos (+65%). Somados nossos dados evidenciam o impacto negativo que a exposição à fumaça do cigarro tem sobre o desenvolvimento do neonato com o surgimento de desordens endócrinas futuras, que ocorrem pelo menos em parte devido às alterações observadas nas mães. Portanto, independente da forma de exposição, seja via aleitamento materno ou por inalação direta, é de grande importância alertar a sociedade sobre as possíveis complicações metabólicas em longo prazo decorrente da exposição involuntária do neonato ao tabagismo.

Avaliação da função endotelial em mulheres jovens portadoras da síndrome dos ovários policísticos

A síndrome dos ovários policísticos é uma desordem frequente e complexa, com grande variabilidade fenotípica, predominando os sinais de disfunção ovariana. Alterações metabólicas, inflamatórias e vasculares vinculadas à resistência à insulina são muito prevalentes nessa desordem podendo manifestar-se precocemente. O objetivo principal deste estudo foi investigar a presença de alterações microvasculares em mulheres jovens e não obesas portadoras da síndrome dos ovários policísticos, através de videocapilaroscopia periungueal e dosagem dos níveis séricos de endotelina-1. O objetivo secundário foi verificar a existência de associações entre os achados vasculares, níveis séricos de androgênios, parâmetros clínicos, bioquímicos, metabólicos e inflamatórios relacionados ao risco cardiovascular. Em estudo observacional, transverso e controlado avaliamos 12 mulheres com diagnóstico de síndrome dos ovários policísticos, segundo os critérios estabelecidos pelo consenso de Rotterdam e nove voluntárias saudáveis. A idade (22,82,3 X 24,62,7), o índice de massa corporal (22,53,4 X 23,73,1) e a circunferência da cintura (7510,1 X 77,38,1) foram semelhantes nos dois grupos. As portadoras da síndrome apresentavam hiperandrogenismo clínico. Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos quando analisados os níveis séricos de estradiol, testosterona total, androstenediona ou o índice de testosterona livre, entretanto a SHBG mostrou-se significativamente mais baixa no grupo de estudo (p=0,011). A glicemia de jejum, insulina, HOMA-IR e o perfil lipídico foram normais e sem diferença entre os grupos. A amostra com síndrome dos ovários policísticos não apresentava intolerância à glicose ou Diabetes Mellitus pelo teste oral de tolerância à glicose. Os níveis séricos dos marcadores inflamatórios (leucócitos, ácido úrico, adiponectina, leptina e proteína c reativa) e do marcador de função endotelial avaliado também foram similares nos dois grupos. A velocidade de deslocamento das hemácias no basal e após oclusão foram significativamente menores nas pacientes de estudo (p=0,02), mas o tempo para atingir a VDHmax e os parâmetros relativos à morfologia e densidade capilar foram semelhantes. Não observamos correlação entre a velocidade de deslocamento das hemácias e níveis plasmáticos de endotelina-1, androgênios ou parâmetros de resistência insulínica. A velocidade de deslocamento das hemácias associou-se positivamente aos níveis plasmáticos de estradiol (r= 0,45, p<0,05) e negativamente aos de colesterol total e LDL colesterol (r= -0,52, p<0,05; r=-0,47, p<0,05, respectivamente). Em conclusão nossos resultados fornecem evidência adicional de dano precoce à função microvascular em mulheres portadoras de síndrome dos ovários policísticos. Através da capilaroscopia periungueal dinâmica, demonstramos que mulheres jovens com moderado hiperandrogenismo, sem obesidade, RI, hipertensão ou dislipidemia, já apresentam disfunção microvascular nutritiva, caracterizada por redução na velocidade de fluxo das hemácias no basal e após oclusão. Estes achados micro-circulatórios não foram acompanhados de elevações nos níveis plasmáticos de endotelina-1.