Laminar lesions in horses with systemic oxidative stress, committed by experimentally induced or naturally occurring gastrointestinal disorders / Lesões laminares em cavalos com estresse oxidativo sistêmico, acometidos por doenças gastrintestinais experimentalmente induzidas ou de ocorrência natural

Laminitis in horses can be associated with lesions in multiple organs secondary to sepsis. Twenty-one horses suffering from gastrointestinal disorders were used in the experiment; 7 horses with experimentally induced endotoxemia and intestinal ischaemia, and 14 horses suffering from naturally occurring colic syndrome. Tissue samples of lungs, liver, heart, brain, cerebellum and hoof laminar tissue were collected for histopathological and oxidative stress evaluation using nitrotyrosine and superoxide dismutase (SOD2) immunostaining. The horses were divided into two groups: the non-oxidative lesions group (NOLG), with 7 horses showing weak immunostaining in lungs, liver and kidney, and the oxidative lesions group (OLG), with 14 horses showing immunostaining indicating systemic oxidative stress in multiple organs. The horses from OLG showed increase of laminar lesions and SOD2 immunostaining in multiple organs when compared to the horses from the NOLG. No differences were found ln regard to laminar immunostaining by nitrotyrosine and SOD2 between experimental groups. It was concluded that systemic oxidative stress can be associated with the development of laminar lesions, and that the laminar tissue does not respond to oxidative stress with increase of SOD as occurs in other organs.(AU)

A laminite em equinos pode estar associada à lesão em múltiplos órgãos secundária a sepse. Foram utilizados 21 cavalos com afecções gastrintestinais, sendo sete com endotoxemia e isquemia intestinal induzidos experimentalmente, e 14 cavalos com síndrome cólica de origem natural. Amostras teciduais de pulmão, rim, fígado, coração, cérebro e cerebelo e de tecido laminar do casco foram coletadas para avaliação de lesão histopatológica e estresse oxidativo, pela imunomarcação de nitrotirosina e superóxido dismutase (SOD2). Os animais foram divididos em dois grupos: grupo sem lesão oxidativa (NOLG), com sete cavalos com fraca imunomarcação em pulmão, fígado e rim, e grupo lesão oxidativa (OLG), contendo 14 cavalos com imunomarcação indicando estresse oxidativo em múltiplos órgãos. Os cavalos do grupo OLG apresentaram aumento de lesões laminares e imunomarcação para SOD2 em múltiplos órgãos, quando comparados ao NOLG. Não houve diferença sobre a imunomarcação laminar para nitrotirosina e SOD2 entre os grupos experimentais. Conclui-se que o estresse oxidativo sistêmico está associado ao desenvolvimento de lesões laminares, e que o tecido laminar não responde ao estresse oxidativo com aumento de SOD como ocorre nos outros órgãos.(AU)

Acetilação radicalar de amino ácidos, peptídeos e nucleobases pelos sistemas biacetilo/peroxinitrito e metilglioxal/peroxinitrito / Radical acetylation of aminoacids, peptides, and nucleobases by the biacetyl or methylglyoxal/peroxynitrite systems

Biacetilo (2,3-butanediona) é um contaminante de comida e cigarro, também implicado na hepatoxicidade do álcool e em doenças pulmonares. O metilglioxal (MG), um α-oxoaldeído reativo frequentemente associado ao diabetes e envelhecimento, é produto da fragmentação oxidativa de trioses fosfato, acetona e aminoacetona. Por sua vez, peroxinitrito - um potente oxidante, agente nitrante e nucleófilo formado in vivo pela reação controlada por difusão do ânion radical superóxido com o radical óxido nítrico (k ~1010 M-1s-1) é capaz de se adicionar a CO2 e compostos carbonílicos, gerando produtos potencialmente tóxicos ou sinalizadores celulares. Aminoácidos, peptídeos e nucleobases podem ser acetilados nos grupos amina e na porção desoxiribose. Relativamente ao tratamento com peroxinitrito isolado, níveis superiores de 3-nitrotirosina foram detectados quando tirosina foi tratada com peroxinitrito/biacetilo ou metilglioxal. Ambos os grupos amina de lisina (Lys) ou um deles de derivados de lisina bloqueados e um deles (Ac-Lys-OMe, Z-Lys-OMe) foram acetilados pelo sistema biacetilo ou metilglioxal/peroxinitrito. Em tetrapeptídeos sintéticos contendo lisina como aminoácido amino-terminal (H-KALA-OH, Ac-KALA-OH and H-K(Boc)ALA-OH), a lisina foi acetilada pelo sistemas dicarbonilico/peroxinitrito no grupo α-amina (em maior extensão) e/ou no ε-amina (em menor extensão). No conjunto, estes resultados podem ser interpretados à luz do mecanismo proposto para a reação de compostos α-dicarbonílicos com peroxinitrito, o qual envolve sequencialmente: (i) adição nucleofílica de peroxinitrito à carbonila; (ii) homólise do aduto peroxinitroso formado, liberando •NO2 e um radical oxila do reagente carbonílico; (iii) β-clivagem do radical oxila a um ácido carboxílico (ácido acético no caso de biacetilo e ácido fórmico, a partir de metilglioxal) e radical acetila; (iv) captação do radical acetila pelo oxigênio molecular dissolvido dando acetato, ou por aminoácido ou nucleobase...

Diacetyl (2,3-butanedione) is a food and cigarette contaminant recently implicated in alcohol hepatotoxicity and lung disease. In turn, methylglyoxal (MG) is an α-oxoaldehyde frequently associated with diabetes and aging that is putatively formed by the oxidative fragmentation of trioses phosphate, acetone and aminoacetone. Peroxynitrite - a potent oxidant, nitrating agent and nucleophile formed in vivo by the diffusion-controlled reaction of superoxide radical with nitric oxide (k ~1010 M-1s-1) - is able to form adducts with carbon dioxide and carbonyl compounds. When initially present in the reaction mixtures before addition of ONOO-, amino acids, peptides and nucleobases undergo acetylation at the amino group and purine moieties in the presence of biacetyl or methylglyoxal. Higher levels of 3-nitrotyrosine nitration were measured when peroxynitrite/biacetyl or metilglioxal was added to tyrosine, in comparison with peroxynitrite alone. Both amino groups of L-lysine or one of the amino groups of L-lysine derivatives (Z-Lys-OH and Ac-Lys-OH) were acetylated by biacetyl and methylglyoxal/peroxynitrite system. Using tetrapeptides containing lysine at the terminal amino acid (H-KALA-OH, Ac-KALA-OH and H-K(Boc)ALA-OH), the lysine residue was acetylated at both or either α-amino (major adduct) and ε-amino group (minor adduct). Altogether these data can be interpreted by the mechanism proposed to describe the reaction of α-dicarbonyls with peroxynitrite as follows: (i) nucleophilic addition of peroxynitrite to the carbonyl group of the reagent; (ii) homolysis of the formed peroxynitroso carbonyl adduct to •NO2 and a carbonyloxyl radical; (iii) β-cleavage of the oxyl radical to acetyl radical plus acetic acid (from diacetyl) or formic acid (from methylglyoxal); (iv) competitive scavenging of the acetyl radical by dissolved molecular oxygen and by added amino acid, peptide or nucleobase, ultimately yielding acetate or acetylated biomolecule. If occurring in vivo...

The L-Arginine-Nitric Oxide-Peroxynitrite pathway (LANOP pathway): does it protect or worsen the course of Chagas disease? / Vía L-Arginina-Óxido Nítrico-Peroxinitrito (Vía-LAONP): ¿protege o empeora el curso de la enfermedad de Chagas?

Many different immunological processes have been described in the Chagas infection, some of them associated with the Chagas disease. In this scenario, the L-Arginine-Nitric oxide (NO) – Peroxynitrite (NOOO-) pathway (LANOP pathway) appears as an essential component of that process. The relationship is well known between cytokines that can induce Oxide Nitric Synthase (iNOS) genes, such as TNF-a and IFN-g, and other molecules that can inhibit their expression (TGF-b, IL-10 and others), which are involved in both acute and chronic stages of the disease pathogenesis. However the participation of the LANOP pathway seems complex, given that evidence shows different roles for it during the course of the infection. In this article, the authors review the immunological and inflammatory response leading to the activation of the LANOP pathway during the Chagas infection, and the role this via plays, including different effects, protector or deleterious, observed in parallel during the development of the infection.

En la infección chagásica se han descrito diversos procesos inmunológicos, algunos de los cuales se han asociado con la enfermedad. En este escenario, aparece la vía L-Arginina-Óxido Nítrico (NO) - Peroxinitrito (ONOO-) (Vía-LAONP) como un componente esencial de estos procesos. Se conoce la asociación entre citocinas inductoras de los genes de la Sintasa del Óxido Nítrico (iNOS) tales como TNF-a e IFN-g, así como moléculas que inhiben su expresión (TGF-b e IL-10 entre otras), involucradas en la patogénesis tanto de la fase aguda como crónica de la enfermedad. No obstante, la participación de la vía-LAONP parece ser compleja, una vez que las evidencias señalan papeles diferentes de ésta durante el curso de la infección. Por tanto, los autores revisan la respuesta inmunológica e inflamatoria que da lugar a la activación de la vía-LAONP durante la infección chagásica, y el papel que ésta desempeña, incluyendo efectos diversos, tanto protectores como deletéreos, que han sido observados en paralelo durante el curso de la misma.

Evidencias de la participación del peroxinitrito en diversas enfermedades / Role of peroxynitrite anion in different diseases

Peroxynitrite (ONOO-) is a reactive nitrogen specie produced by the reaction between nitric oxide (NO• ) and super-oxide anion (O2.-). NO• is produced by nitric oxide synthase (NOS) and O2.- is formed by the addition of an electron to O2 in enzymatic as well as nonenzymatic way. NADPH oxidase and xanthine oxidase are some of the enzymes involved in O2.-formation. ONOO- is an oxidant specie which is able to modify a great number of biomolecules such as aminoacids, proteins, enzymes and cofactors. ONOO - is able to induce nitration leading to the formation of 3-nytrotyrosine. This change has been widely studied, and although it is not only produced by ONOO-, but also by other reactive nitrogen species, it has been accepted like footprint of ONOO-. The excessive production of reactive nitrogen species is known as nitrosative stress that is able to induce structural damage leading to the loss of cell function. Furthermore, synthetic metalloporphyrins that metabolize ONOO- in a specific way are being used to determine if ONOO- is involved in different diseases, such as Alzheimer, Huntington, diabetes, hypertension, arthritis, colitis, cardiac and renal complications. Finally, these metalloporphyrins may be of potential therapeutic value in diseases related to ONOO- production.

El peroxinitrito (ONOO-) es una especie reactiva de nitrógeno formada por la reacción entre el óxido nítrico (NO•) y el anión superóxido (O2.- ). El NO' es sintetizado por la sintasa de óxido nítrico (NOS) y el O2•- se puede sintetizar de forma no enzimática, por la adición de un electrón al O2 o por medio de diversas enzimas como la NADPH oxidasa y la xantina oxidasa. El ONOO-es una especie oxidante capaz de modificar un gran número de biomoléculas entre las que se encuentran aminoácidos, proteínas, enzimas y cofactores de enzimas. El ONOO- puede inducir nitración de residuos de tirosina promoviendo la formación de 3-nitrotirosina (3-NT). Esta modificación ha sido muy estudiada y aunque no es producida exclusivamente por ONOO- sino también por otras especies reactivas de nitrógeno, se acepta actualmente como una evidencia de la formación de ONOO-. El aumento excesivo de este último, así como de otras especies reactivas de nitrógeno se conoce como estrés nitrosativo y puede causar daño estructural alterando la funcionalidad de las células. Por otra parte, se han desarrollado una serie de metaloporfirinas que descomponen específicamente al ONOO- y éstas han ayudado a determinar que el ONOO - es una especie implicada en enfermedades como Alzheimer, Huntington, diabetes, hipertensión, artritis, colitis y diversas complicaciones cardiacas y renales. Además, estas metaloporfirinas pueden ser de utilidad terapéutica en aquellas enfermedades asociadas a la producción de ONOO-.