Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos(≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídicadas membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs

Abstract Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams ( 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Resumo Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos ( 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Multiple metals and agricultural use affects oxidative stress biomarkers in freshwater Aegla crabs / Presença de múltiplos metais e agricultura afetam biomarcadores de estresse oxidativo em caranguejos de água doce (Aegla)

Metals and agrochemicals are among the main aquatic contaminants, being able to trigger oxidative stress in exposed organisms. The objective of this work was to evaluate the correlation between the level of oxidative stress biomarkers in Aegla crabs (Crustacea, Anomura) with (i) the set of metals present in the streams sediment and (ii) with land uses of three hydrographic basins. The study was carried out in streams (≤ 2nd order) of hydrographic basins in southern Brazil (Basins of Rio Suzana, Rio Ligeirinho-Leãozinho and Rio Dourado). In these streams were quantified the land uses and Cu, Cr, Cd, Fe, Mn and Zn concentrations in the sediment. The enzymes Catalase (CAT) and Glutathione Reductase (GR), as well as the level of membrane lipid peroxidation (TBARS), were analyzed in adult females. The PCA analysis showed that the distribution of metals was different between the basins. Cd, Cr and Fe were correlated positively with CAT and negatively with TBARS and GR. The Dourado basin had the lowest concentrations of these three metals and the highest levels of TBARS. However, in Dourado basin there is predominance of agriculture land use, and TBARS was positively correlated with agricultural land use. Besides in Dourado basin, GR activity was higher than in the others basins, indicating a compensatory response in relation to CAT inhibition. The basins of Suzana and Ligeirinho-Leãozinho rivers had lower TBARS values, which may be due to the induction of CAT in response to metals accumulated in sediment. In summary, this work indicates that in the basins with a higher concentration of toxic metals there is an adaptive response of CAT induction, which reduces TBARS in Aegla. On the other hand, in the basin with lower metallic contamination, TBARS occurrence was primarily influenced by agricultural land use.

Os metais e agroquímicos estão entre os principais contaminantes aquáticos, podendo desencadear estresse oxidativo em organismos expostos. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma possível correlação entre o nível de biomarcadores de estresse oxidativo em Aegla (Crustacea, Anomura) com (i) o conjunto de metais presentes no sedimento e (ii) com os usos da terra, em três bacias hidrográficas distintas. O estudo foi realizado em riachos (≤ 2ª ordem) de bacias hidrográficas do Sul do Brasil (Bacias do Rio Suzana, do Rio Ligeirinho-Leãozinho e do Rio Dourado), as quais foram caracterizadas em função do percentual de usos da terra e do nível de Cu, Cr, Cd, Fe, Mn e Zn no sedimento. As enzimas Catalase (CAT) e Glutationa Redutase (GR), bem como o nível de peroxidação lipídica das membranas (TBARS), foram analisadas em fêmeas adultas. Uma análise de PCA mostrou que a distribuição de metais foi distinta entre as bacias. Cd, Cr e Fe no sedimento correlacionaram positivamente com a CAT e negativamente com TBARS e GR. Entretanto, a bacia do Dourado apresentou os menores níveis destes três metais e os maiores níveis de TBARS, o que pode ser justificado pelo predomínio da agricultura nesta bacia, já que o TBARS correlacionou positivamente com o percentual de uso agrícola. Nesta bacia, a atividade da GR foi mais alta do que nas outras, indicando uma resposta compensatória em relação a inibição da CAT. As bacias do rio Suzana e rio Ligeirinho-Leãozinho apresentaram valores menores de TBARS, o que pode decorrer da indução da CAT em função dos metais acumulados no sedimento. Em síntese, este trabalho indica que nas bacias com maior concentração de metais tóxicos ocorre uma resposta adaptativa de indução da CAT, o que reduz os níveis de TBARS em Aegla. Por outro lado, na bacia com menor contaminação metálica os níveis de TBARS foram primariamente influenciados pelo uso agrícola.

Fibra y capacidad antioxidante de algas comestibles en ratas suficientes o deficientes en vitamina E / Fiber and antioxidant capacity of edible algae in vitamin E sufficient and deficient rats / Fibra e capacidade antioxidante de algas comestíveis em camundongos suficientes e deficientes em vitamina E

Debido a la importancia que han alcanzado las algas en la alimentación de los países occidentales aquí se estudió el potencial de las algas Nori y Wakame como fuentes de fibra y capacidad antioxidante en ratas en crecimiento alimentadas con dietas suficientes o deficientes en vitamina E (vit E) durante 15 días. Hubo 3 grupos de ratas que recibieron dietas: 1. grupo control, 2. grupo Nori y 3 grupo Wakame con vit E y 3 grupos similares sin vit E. En las dietas con vit E, Nori produjo una reducción de crecimiento y las dos algas causaron una acumulación de vit E hepática, una reducción en la vit E plasmática y un aumento en TBARS en plasma e hígado. En contraste, cuando las algas se ofrecieron en dietas exentas de vit E, el grupo Nori recuperó su capacidad de crecer, mantuvo una mayor reserva de vit E en el hígado que el grupo control deficiente en vit E y el consumo de ambas algas resultó en TBARS plasmáticos por debajo de las ratas controles deficientes en vit E, lo que señaló que las algas se comportaron mejor en dietas sin vit E. Adicionalmente, se observó que las algas estimularon la función excretora del intestino sin afectar su capacidad absortiva.

In western countries, edible seaweed consumption has markedly increased in recent years. Accordingly, in this study the antioxidant capacity and fiber value of Nori and Wakame algae were evaluated in growing rats fed with sufficient of deficient vitamin E. There were 3 groups of rats: 1. Control, 2. Nori and 3. Wakame with vitamin E and 3 similar groups without vitamin E. The diet with Nori and sufficient vitamin E caused a reduction in growth and Nori and Wakame were associated with liver vitamin E accumulation, plasma vitamin E reduction and an increase in TBARS in liver and plasma. In contrast, when the same diets were offered without vitamin E, the Nori fed rats recovered their growing capacity, they maintained a higher vitamin E reserve than the control or Wakame fed rats, and the consumption of both algae was associated with lower plasma TBARS than vitamin E deficient rats, indicating that these algae are best accepted when offered without vitamin E. In addition, both algae improved the excretory capacity of the intestine without affecting its absorption function.

Visto que nos países ocidentais revestiu importância o consumo de algas na alimentação, aqui foi estudado o potencial das algas Nori e Wakame como fontes de fibra e capacidade antioxidante em ratos em crescimento, alimentados com dietas suficientes ou deficientes em vitamina E (vit E) durante 15 dias. Houve 3 grupos de ratos que receberam dietas: 1. grupo controle, 2. grupo Nori e 3. grupo Wakame com vit E e 3 grupos similares sem vit E. Nas dietas com vit E, Nori produziu uma redução no crescimento e as duas algas provocaram uma acumulação de vit E hepática, redução da vit E plasmática e aumento em TBARS em plasma e fígado. Em contraste, quando as algas foram oferecidas em dietas sem vitamina E, o grupo Nori recuperou sua capacidade de crescimento, manteve maior reserva de vit E no fígado do que o grupo controle deficiente em vit E e o consumo de ambas as algas resultou em TBARS plasmáticos mais baixos do que nos ratos do grupo controle deficientes em vitamina E, indicando que essas algas são melhor aceitas quando oferecidas sem vit E. E, também, as algas melhoraram a capacidade de excreção do intestino sem afetar sua função de absorção.

Beneficios de la fibra dietética y poder antioxidante del salvado de arroz en ratas deficientes en Vitamina E / Benefits of fiber and antioxidant power of rice bran in Vitamin E deficient rats / Beneficios da fibra alimentar e poder antioxidante do farelo de arroz em ratos deficientes em Vitamina E

Las recomendaciones de consumo de fibra no se cumplen y hay una necesidad por alimentos con fibra. El salvado de arroz (SA) tiene fibra y propiedades antioxidantes. Aquí se evaluaron estas propiedades en ratas suficientes (+) y deficientes (-) en Vitamina E (VitE) con o sin SA. Las ratas fueron divididas en cuatro grupos. Dos consumieron dietas +VitE y uno tenía SA. Los restantes consumieron dietas -VitE y uno tenía SA. El consumo de alimento, su eficiencia y el crecimiento, fueron similares entre los 4 grupos pero la masa fecal húmeda o seca fue 3 veces superior en los SA+. La hemoglobina en sangre y el hierro hepático fueron similares entre grupos, pero en los grupos (SA-) la VitE hepática fue 10 veces menor en las ratas -VitE que en las +VitE. Sin embargo, en las ratas -VitE/SA+, la VitE hepática fue sólo 2,6 veces menor. Este efecto del SA también se detectó en los eritrocitos, ya que la catalasa y la glutatión reductasa aumentaron en el grupo -VitE/SA-pero no en el grupo -VitE/SA+. El estudio muestra que SA no interfirió con el crecimiento y el metabolismo del hierro, sino que tuvo un efecto laxante y previno parcialmente la deficiencia de VitE.

Dietary fiber requirements are met by only a small fraction of the population. There is need for supplemented foods to fill this gap. Rice bran (RB) is high in fiber and has antioxidant properties. The effects of rice bran fiber on several metabolic indicators and the antioxidant capacity of rice bran in rats was reported. Rats were divided into 4 dietary groups: Vitamin E-sufficient with (+VitE/RB+) or without (+VitE/RB-) rice bran; Vitamin E-deficient with (-VitE/RB+) or without (-VitE/RB-) rice bran. Food intake, growth and feed efficiency were similar in all groups but wet and dry fecal mass of the RB+ groups were 3 times higher than the RB- groups. Blood hemoglobin and liver iron were also similar among all groups. However, the liver VitE concentration of the rats of (-VitE/RB-) group was 10x lower than the (+VitE/RB-) group. In contrast, liver VitE of the rats (-VitE/RB+) was only 2.6x lower. This effect of RB was also seen in erythrocytes since, catalase and glutathione reductase increased in the VitE deficient rats but RB prevented this increase. This study shows that dietary RB did not interfere with growth, feed efficiency and iron metabolism, it provided dietary fiber and laxation and partially prevented VitE deficiency.

As recomendações de ingestão de fibras não são cumpridos e existe uma necessidade de alimentos ricos em fibras. Farelo de arroz (FA) tem fibra e propriedades antioxidantes. Aqui, estas propriedades foram avaliadas em ratos suficientes (+) e pobres (-) em Vitamina E (VitE) com ou sem FA. Os ratos foram divididos em 4 grupos. Dois consumiram dietas +VitE e um tinha FA. Os restantes consumiram dietas -ViteE e um tinha FA. O consumo de alimento, sua eficiência e crescimento foram semelhantes entre os 4 grupos, mas nos grupos (FA-) a VitE hepática foi 10 vezes menor nos ratos -VitE que nos +VitE. Entretanto, nos ratos -VitE/FA+, a VitE hepática foi apenas 2,6 vezes menor. Este efeito do FA também foi detectado nos eritrócitos, visto que catalase e glutationa redutase aumentaram no grupo -VitE/FA-, mas não no grupo -VitE/FA+. O estudo mostra que FA não interferiu no crescimento ou no metabolismo do ferro, porém teve um efeito laxante e impediu parcialmente a deficiência de VitE.

Avaliação da deficiência de riboflavina em gestantes de uma instituição pública da cidade de São Paulo, SP, Brasil / Avaliação da deficiência de riboflavina em gestantes de uma instituição pública da cidade de São Paulo, SP, Brasil

In a prospective study, the riboflavin nutritional status was evaluated in pregnant women to whom varied vitamin doses were given and in women who did not receive any vitamin supplementation during gestation. Riboflavin nutritional determination was assessed by means of glutathione reductase activation coefficient (GR-AC), and the value higher than 1.5 was considered as indicative of riboflavin deficiency. The pregnant women were divided into four groups: 123 pregnant women to whom any vitamin supplementation were not given, 25 who daily received 2.5 to 3.5mg of riboflavin, 53 who were daily supplemented with 1.0 to 1.7mg of riboflavin, and 22 to whom were daily given 0.85mg of riboflavin. The women group daily supplemented with 2.5 to 3.5mg riboflavin showed the lowest riboflavin deficiency, and the other groups (64.5%) presented vitamin deficiency with GR-AC higher than 1.5. These data suggest that the vitamin concentrations found in the commercially available vitamin supplemented preparations, as well as those found in ingested food were insufficient to provide a good nutritional status for pregnant women. These findings strongly suggest that riboflavin deficiency has in fact been a relevant public health problem in São Paulo city.

Neste estudo prospectivo foi avaliado o estado nutricional em riboflavina nas parturientes que faziam uso da suplementação vitamínica de variadas concentrações de riboflavina, bem como naquelas que não fizeram uso de qualquer suplementação durante o período gestacional. O recurso utilizado para a avaliação nutricional foi a determinação do coeficiente de ativação da glutationa redutase (CA-GRE). Os valores de CA-GRE acima de 1,5 foram considerados como indicativos de deficiência de riboflavina. Foram analisados quatro grupos de gestantes: 123 parturientes sem suplementação vitamínica; 25 que utilizaram formulação contendo de 2,5 a 3,5mg de riboflavina; 63 parturientes que utilizaram fármacos contendo 1,0 a 1,7mg de riboflavina e o quarto grupo constituído de 22 mulheres que receberam formulação contendo 0,85mg de riboflavina. O grupo de parturientes que apresentou menor índice de deficiência de riboflavina foi aquele que fez o uso da suplementação vitamínica com as taxas entre 2,5 a 3,5mg de vitamina B2. Os demais grupos, com a inclusão daquele que não complementou a dieta com suplementação vitamínica, apresentaram índices de deficiências bem maiores. Esses achados indicam que as quantidades de riboflavina apresentadas nesses fármacos, bem como na dieta alimentar, foram insuficientes para atingir níveis bioquímicos semelhantes ao do grupo controle. No geral, foi encontrada