Is Trimethylamine N-oxide (TMAO) Associated with NF-κB mRNA Expression in Patients with Coronary Artery Disease?

Abstract Background: Trimethylamine N-oxide (TMAO), a gut microbiota metabolite, is associated with cardiovascular disease (CVD) development. TMAO can trigger an inflammatory response by inducing the nuclear factor-kappa B (NF-κB) signaling cascade and increasing the expression of pro-inflammatory cytokines, contributing to the worsening of CVD. This study aimed to evaluate the association between TMAO plasma levels and inflammation in patients with coronary artery disease (CAD). Methods: A cross-sectional study was carried out including 29 patients with CAD. Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated from fasting blood samples, and NF-κB and vascular cell adhesion protein 1 (VCAM1) mRNA expression were estimated using real-time quantitative PCR. We determined TMAO plasma levels by LC-MS/MS and TNF-α by ELISA. Routine biochemical parameters were evaluated using an automatic biochemical analyzer. Correlations were estimated by Spearman or Pearson test. Statistical significance was set at the level of p < 0.05. Results: All patients presented TMAO levels within the normal range according to EUTox (normal range: 2.83 ± 1.53 mg/L; CAD patients: 0.2 [0.1 to 0.2] ng/μL). TMAO plasma levels were positively correlated with NF-κB mRNA expression (0.555; p = 0.002). Conclusion: TMAO plasma levels may be associated with NF-κB mRNA expression in patients with CAD and may contribute to the pathogenesis of this disease.

Consumo de Castanha-do-Brasil reduz o N-óxido de trimetilamina (TMAO) e a inflamação em um paciente com síndrome cardiorrenal: uma comunicação breve / Brazil nut consumption reduces trimethylamine-n-oxide (TMAO) and inflammation in a patient with cardiorenal syndrome: a brief communication

Introdução: A disbiose intestinal é uma característica comum na síndrome cardiorrenal e está associada ao aumento de toxinas urêmicas, como o N-óxido de trimetilamina (TMAO), que estão envolvidas com a inflamação e mortalidade cardiovascular. A castanha-do-Brasil (semente típica brasileira) possui propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes, mas não há evidências dos seus efeitos na modulação da microbiota intestinal e redução de toxinas urêmicas. Objetivo: Avaliar o impacto do consumo de castanha-do-Brasil nos níveis de TMAO e marcadores de inflamação em um paciente com síndrome cardiorrenal. Métodos: Um paciente com doença arterial coronariana (66 anos e IMC, 26 kg/m2), estágio 3 da DRC (TFGe 36 mL/min), recebeu uma castanha-do-Brasil por dia durante três meses. Resultados: Os níveis plasmáticos de TMAO e a expressão de mRNA de NF-κB foram reduzidos e a atividade da glutationa peroxidase (GPx) aumentou após esta intervenção. Conclusão: A prescrição de castanha-do-Brasil pode ser uma estratégia promissora para mitigar as complicações relacionadas à síndrome cardiorrenal. Este caso apoia o conceito de "alimento como remédio" visando o fenótipo urêmico na síndrome cardiorrenal.

Introduction: Gut dysbiosis is a common feature in cardiorenal syndrome, and it is linked to increased uremic toxins, like trimethylamine-n-oxide (TMAO), which are involved with inflammation and cardiovascular mortality. Brazil nut (typical Brazilian seed) has anti-inflammatory and antioxidant properties, but there is no evidence of the effects of gut microbiota modulation and reduction of uremic toxins. Objective: To assess the impact of Brazil nut consumption on TMAO levels and inflammation markers in a patient with cardiorenal syndrome. Methods: Acoronary artery disease patient(66 years and BMI, 26 kg/m2),stage-3 of CKD (eGFR 36 mL/min), receivedone Brazil nut per day for three months. Results: TMAO plasma levels and NF-κB mRNA expression were reduced, and glutathione peroxidase (GPx) activity increased after this intervention. Conclusion: Brazil nut prescription may be a promising strategy to mitigate complications related tothe cardiorenal syndrome. This case supports the concept of "Food as medicine" targeting the uremic phenotype in cardiorenal syndrome.

Nrf2, NF-κB and PPARβ/δ mRNA Expression Profile in Patients with Coronary Artery Disease / Perfil da Expressão do mRNA do Nrf2, NF-κB e PPARβ/δ em Pacientes com Doença Arterial Coronariana

Abstract Background: Oxidative stress and inflammation are present in coronary artery disease (CAD) and are linked to the activation of the transcription nuclear factor kappa B (NF-κB). To attenuate these complications, transcription factors like nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) and peroxisome proliferator-activated receptor-β/δ (PPARβ/δ) can be activated to inhibit NF-κB. However, the available data on expression of NF-κB, Nrf2 and PPARβ/δ in CAD patients are limited. Objective: To evaluate the expression of the transcription factors NF-κB and Nrf2 and PPAR��/�� in CAD patients. Methods: Thirty-five patients (17 men, mean age 62.4 ? 7.55 years) with CAD and twelve patients (5 men, mean age 63.50 ? 11.46 years) without CAD were enrolled. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were isolated and processed for mRNA expression of Nrf2, NF-κB, NADPH: quinone oxidoreductase 1 (NQO1) and PPARβ/δ mRNAs using quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR). p < 0.05 was considered statistically significant. Results: There was no difference in the mRNA expressions of Nrf2 (1.35 ? 0.57), NF-κB (1.08 ? 0.50) or in the antioxidant enzyme NQO1 (1.05 ? 0.88) in the CAD group compared to the group without CAD (1.16 ? 0.76, 0.95 ? 0.33, 0.81 ? 0.55, respectively). However, PPARβ/δ was highest expressed in the CAD group (1.17 ? 0.86 vs. 0.56 ? 0.34, p = 0.008). Conclusion: The main finding of this study was the PPARβ/δ being more expressed in the PBMC of patients with CAD compared to the control group, whereas no differences were observed in Nrf2 or NF-κB mRNA expressions.

Resumo Fundamentos: O estresse oxidativo e a inflamação estão presentes na doença arterial coronariana (DAC) e estão ligados à ativação do fator de transcrição nuclear kappa B (NF-κB). Para atenuar essas complicações, fatores de transcrição como o fator nuclear eritroide 2-relacionado ao fator 2 (Nrf2) e o receptor ativado por proliferador de peroxissoma β/δ (PPARβ/δ) podem ser ativados para inibir o NF-κB. No entanto, os dados disponíveis sobre a expressão de NF-κB, Nrf2 e PPARβ/δ em pacientes com DAC são limitados. Objetivo: Avaliar a expressão dos fatores transcricionais NF-κB e Nrf2 e o PPARβ/δ em pacientes com DAC. Métodos: Trinta e cinco pacientes (17 homens, idade média de 62,4 ± 7,55 anos) com DAC e doze pacientes (5 homens, com idade média de 63,50 ± 11,46 anos) sem DAC foram incluídos. Células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) foram isoladas e processadas para a expressão de mRNA do Nrf2, NF-κB, NADPH: quinona oxidoredutase 1 (NQO1) e mRNAs do PPARβ/δ por meio de reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (qPCR). Valores de p < 0,05 foram considerados como estatisticamente significativos. Resultados: Não houve diferença nas expressões de mRNA do Nrf2 (1,35 ± 0,57), NF-κB (1,08 ± 0,50) ou na enzima antioxidante NQO1 (1,05 ± 0,88) no grupo DAC em comparação com o grupo sem DAC (1,16 ± 0,76, 0,95 ± 0,33, 0,81 ± 0,55, respectivamente). Entretanto, o PPARβ/δ apresentou maior expressão no grupo com DAC (1,17 ± 0,86 vs. 0,56 ± 0,34, p = 0,008). Conclusão: O principal achado do presente estudo foi o PPARβ/δ apresentar maior expressão nas PBMCs de pacientes com DAC comparados ao grupo controle, ao passo que não foram observadas diferenças nas expressões de mRNA do Nrf2 ou NF-κB.

Nuts and Cardiovascular Diseases: Focus on Brazil Nuts

Cardiovascular diseases (CVD) are the main cause of death globally and most CVD can be prevented by addressing their risk factors, such as an unhealthy diet. Many authors have studied the benefits of nut consumption on CVD. Nuts contain high amounts of vegetable protein, unsaturated fatty acids, dietary fibers, vitamins, minerals and many other bioactive compounds, like phytosterols and phenolic compounds, which are able to reduce cholesterol levels and promote antioxidant and anti-inflammatory effects, thereby reducing cardiovascular risks. This review aims to describe studies involving the consumption of nuts, including Brazil nuts and CVD risk factors with positive results in the improvement of lipid profile, glucose metabolism, vascular function, and inflammatory and oxidative stress biomarkers

Does high intensity exercise affects irisin plasma levels in hemodialysis patients? A pilot study / O exercício físico de alta intensidade afeta os níveis plasmáticos de irisina em pacientes em hemodiálise? Um estudo piloto

ABSTRACT Background: Irisin is a recently identified exercise-induced hormone that stimulates the "browning" of the white adipose tissue, at least in mice. In chronic kidney disease (CKD) patients, irisin regulation is not fully understood, and little attention has been given to the effects of exercise on irisin levels in these patients. The purpose of this study was to assess the effects of high intensity exercise on irisin plasma levels in CKD patients under hemodialysis (HD). Methods: Fifteen HD patients (5 men, 44.4 ± 15.1 years old) were studied and served as their own controls. High intensity (single session) intradialytic strength exercises consisted of three sets of ten repetitions with four different movements in both lower limbs during 30 minutes. Blood samples were collected on different days (exercise and non-exercise day) at exactly the same time (30 and 60 minutes after the start of dialysis session). Plasma irisin levels were measured by ELISA assay and anthropometric and biochemical parameters were evaluated. Results: Irisin plasma levels were significantly reduced in both exercise day (125.0 ± 18.5 to 117.4 ± 15.0 ng/mL, p=0.02) and non-exercise day (121.5 ± 13.7 to 115.4 ± 17.2 ng/mL, p=0.02) after 60 minutes of dialysis. Conclusion: These data suggest that intense intradialytic strength exercise was unable to increase the circulating concentration of irisin in HD patients. Moreover, our data show that after one hour of dialysis session, irisin plasma levels may be reduced.

RESUMO História: A irisina é um hormônio induzido pelo exercício recentemente identificado que estimula o "escurecimento" do tecido adiposo branco, pelo menos em camundongos. Nos pacientes com doença renal crônica (DRC), a regulação da irisina não é totalmente compreendida, e pouca atenção tem sido dada aos efeitos do exercício sobre os níveis de irisina nesses pacientes. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do exercício de alta intensidade sobre os níveis plasmáticos de irisina em pacientes com DRC em hemodiálise (HD). Métodos: 15 pacientes em HD (5 homens, 44,4 ± 15,1 anos) foram estudados e serviram como os próprios controles. Os exercícios de resistência intradialítica de alta intensidade (sessão única) consistiram em três séries de dez repetições com quatro movimentos diferentes em ambos os membros inferiores durante 30 minutos. As amostras de sangue foram coletadas em dias diferentes (dia de exercício e dia sem exercício) exatamente no mesmo horário (30 e 60 minutos após o início da sessão de diálise). Os níveis de irisina plasmática foram medidos por ensaio ELISA e os parâmetros antropométricos e bioquímicos foram avaliados. Resultados: Os níveis plasmáticos de irisina foram significativamente reduzidos tanto nos dias de exercício (125,0 ± 18,5 a 117,4 ± 15,0 ng/mL, p=0,02) quanto nos dias sem exercício (121,5 ± 13,7 a 115,4 ± 17,2 ng / mL, p=0,02), após 60 minutos de diálise. Conclusão: esses dados sugerem que o exercício intenso de resistência intradialítica não aumentou a concentração circulante de irisina em pacientes sob HD. Além disso, nossos dados mostram que após uma hora de sessão de diálise, os níveis plasmáticos de irisina podem ser reduzidos.

Effects of grape powder supplementation on inflammatory and antioxidant markers in hemodialysis patients: A randomized double-blind study / Efeitos da suplementação de farinha de uva sobre marcadores inflamatórios e antioxidantes em pacientes em hemodiálise: Estudo duplo-cego randomizado

Introduction: Polyphenols contained in natural sources such as grapes, have been considered pharmacological agents to combat oxidative stress and inflammation, common features in Chronic Kidney Disease patients. Objective: To evaluate the effects of grape powder supplementation on inflammatory and antioxidant biomarkers in hemodialysis (HD) patients. Methods: The double-blind placebo-controlled randomized clinical trial evaluated non-diabetic HD patients that received grape powder (500 mg of polyphenols/day) (n = 16, 9 men, 53.0 ± 9.8 years of age, 111.6 ± 58.2 HD months) or placebo (n = 16, 9 men, 52.7 ± 13.7 years of age, 110.4 ± 93.1 HD months) for five weeks. The glutathione peroxidase (GSH-Px) activity and C-reactive protein (CRP) levels were evaluated by ELISA method. Results: After the intervention period, the patients receiving grape powder showed an increase in the GSH-Px activity (16.5 (41.0) to 42.0 (43.3) nmol/min/ml) (p < 0.05) and they did not have the CRP levels increased as seen in placebo group (2.6 (0.28) to 2.8 (0.23 mg/L) (p < 0.05). Conclusion: The use of grape powder as phenolic source could play an important role as an antioxidant and anti-inflammatory agent in non-diabetic HD patients. .

Introdução: Polifenóis contidos em fontes naturais, como as uvas, têm sido considerados agentes farmacológicos no combate ao estresse oxidativo e inflamação, condições comuns na Doença Renal Crônica. Objetivo: Avaliar os efeitos da suplementação de farinha de uva sobre marcadores inflamatórios e antioxidantes em pacientes submetidos à hemodiálise (HD). Métodos: Estudo randomizado, duplo-cego, placebocontrolado, no qual foram avaliados pacientes não diabéticos em HD que receberam farinha de uva (500 mg de polifenóis/dia) (n = 16, 9 homens, 53,0 ± 9,8 anos, 111,6 ± 58,2 meses em HD) ou placebo (n = 16, 9 homens, 52,7 ± 13,7 anos, 110,4 ± 93,1 meses em HD) por cinco semanas. A atividade da glutationa peroxidase (GSH-Px) e os níveis plasmáticos de proteína C-reativa (PCR) foram mensurados por meio do método ELISA. Resultados: Após o período de intervenção, os pacientes que receberam farinha de uva apresentaram elevação na atividade da GSH-Px (16,5 (41,0) para 42,0 (43,3) nmol/min/ml) (p < 0,05) e não foi observada elevação nos níveis de PCR, como visto no grupo placebo (2,6 (0,28) para 2,8 (0,23) mg/L) (p < 0,05). Conclusão: O uso da farinha de uva como fonte de polifenóis pode desempenhar um importante papel anti-inflamatório e antioxidante em pacientes não diabéticos submetidos à HD. .

Selenium plasma levels in hemodialysis patients: Comparison between North and Southeast of Brazil / Níveis de selênio plasmático em pacientes em hemodiálise: Comparação entre Norte e Sudeste do Brasil

Introduction: Patients with chronic kidney disease present selenium (Se) plasma deficiency which is an essential trace element with important biological functions and, the best known biological role is attributed to its presence in the antioxidant enzyme, glutathione peroxidase (GPx). The Se content of foods depends on soil and some authors have suggested that Amazon soil (North Brazilian region) has high Se concentrations when compared to other regions of Brazil. Objective: The objective of this work was to compare the Se status in hemodialysis (HD) patients from North and Southeast of Brazil. Methods: Thirty-eight patients from Southeast region (22 men and 16 women, 15% diabetic, 53.5 ± 26.4 yrs) were compared to 40 patients from North region (28 men and 12 women, 22.5% diabetic, 63.5 ± 11.9 yrs). Se in plasma was determined through atomic absorption spectrophotometry with hydride generation. Results: The plasma Se levels in patients from Southeast region were significantly lower (17.5 ± 11.9 μg/L) when compared to patients from the North (37.1 ± 15.8 μg/L) (p < 0.001). However, both patient groups presented low Se plasma levels when compared to recommended values (60- 120 μg/L). There was no correlation between plasma Se levels and analyzed parameters. Conclusion: We concluded that patients from North (Amazon) region present higher plasma Se levels when compared to the patients from Southeast of Brazil. However, independently of the region, HD patients presented Se deficiency. .

Introdução: Pacientes com Doença Renal Crônica apresentam deficiência de selênio (Se), um elemento essencial, com importantes funções biológicas, como a de ser componente da enzima antioxidante glutationa peroxidase (GPx). A concentração de Se nos alimentos depende de sua concentração no solo e autores relatam que o solo da Amazônia possui elevados níveis de Se. Objetivo: O objetivo do trabalho foi comparar o estado nutricional do Se em pacientes em hemodiálise (HD) das regiões Norte e Sudeste do Brasil. Métodos: Trinta e oito pacientes da região Sudeste (22 homens e 16 mulheres, 15% diabéticos, 53,5 ± 26,4 anos) foram comparados com 40 pacientes da região Norte (28 homens e 12 mulheres, 22,5% diabéticos, 63,5 ± 11,9 anos). O Se no plasma foi determinado por espectrofotometria de absorção atômica por geração de hidretos acoplados a cela de quartzo. Resultados: Os níveis de Se dos pacientes em HD da região Sudeste foram significativamente menores (17,5 ± 11,9 μg/L) comparados aos pacientes da região Norte (37,1 ± 15,8 μg/L) (p < 0,001). Entretanto, ambos os grupos apresentaram níveis de Se abaixo da recomendação (60-120 μg/L). Não houve associação entre os níveis de Se e os parâmetros analisados. Conclusão: Com base nos resultados, concluímos que os pacientes da região Norte apresentaram elevados níveis de Se quando comparados com os pacientes da região Sudeste do Brasil. Entretanto, independentemente da região, ambos os grupos apresentaram deficiência com relação ao estado nutricional do Se. .