Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.

Pollen and macrofossil profiles from six cores in Illinois, U.S.A

Pollen analysis of Wisconsinan sediments from eleven localities in northern and central Illinois, combined with the results of older studies, allows a first general survey of the vegetational changes in Illinois during the last glaciation. In the late Altonian (after 40,000 B.P.), pine was already the most prevalent tree type in northern Illinois. Probably because of the influence of the last Altonian ice advance to northern Illinois, pine migrated to the south and reached south-central Illinois, which was at that time a region of prairie, with oak and hickory trees in favorable sites. Likewise in the late Altonian, spruce appeared in northern Illinois. Spruce also expanded its area to the south during the Wisconsinan, reaching south-central Illinois only after 21,000 B.P., in the early Woodfordian. Deciduous trees (predominantly oak) were present in south-central Illinois throughout the Wisconsinan. Their prevalence decreased to the north. The vegetation during the different subdivisions of the last glacial period in Illinois was approximately as follows: Late Altonian: Pine/spruce forest with some deciduous trees in northern and central Illinois; prairie and oak/hickory stands in south-central Illinois; immigration of pine. Farmdalian: Pine/spruce forest in central Illinois; deciduous trees and pine in south-central Illinois, with areas of open vegetation, perhaps similar to the present-day transition of prairie to forest in the northern Great Plains. Woodfordian: Northern and central Illinois ice covered; in south central Illinois, spruce and oak as dominant tree types, but also pine and grassland. During the Woodfordian, pine and spruce disappeared again from south-central Illinois, and oak/hickory forest and prairie again prevailed. The ice-free areas of northern Illinois become populated temporarily with spruce, but later there is proof of deciduous forest in this region. Pollen investigations in south-central Illinois have shown convincingly that deciduous trees could survive relatively close (less than 60 km) to the ice margin. Therefore the frequently presented view that arctic climatic conditions prevailed in North America during the last glaciation far south of the ice margin can be refuted for the Illinois area, confirming the opinion of other authors resulting from investigations of fossil mollusks and frost-soil features. The small number of localities investigated still permits no complete reconstruction of the vegetation zones and their possible movements in Illinois. During the Altonian and Farmdalian in Illinois, a vegetational zonation probably existed similar to that of today in North America. As the ice pushed southward as far as 39° 20' N. lat in the early Woodfordian, this zonation was apparently broken up under the influence of a relatively moderate climate. In any case, the Vandalia area, which was only about 60 km south of the ice, was at that time neither in a tundra zone nor in a zone of boreal coniferous forest.

Pollen analyses of sediment core GeoB1711-4 in the eastern South Atlantic

Influx of aeolian pollen trapped in marine sediments off Namibia provides a wind variation record for the last 135 kyr. The influx of major pollen components is derived from the southwest African desert/semi-desert zone and shows six periods during which enhanced southeast trade winds contributed to strong upwelling and reduced sea surface temperatures. The most prominent of these occurred during 17-23 cal. kyr, 42-56 kyr and before 130 kyr B.P. Correspondence between the pollen influx record and the Vostok deuterium isotope record suggests that pronounced glacial Antarctic cooling was accompanied by intensification of the southeast trades throughout the Late Quaternary. However, during 42-23 kyr B.P. the combination of strong Antarctic glaciation with a decrease of wind zonality induced by low latitude precessional insolation changes caused strong alongshore winds and Ekman pumping that resulted in strong upwelling and reduced sea surface temperatures without pollen influx enhancement.