Improvement of Na+-K+ ATPase Activity and Gene Expression Associated with Glomerular Ultrastructural Protection in Diabetic Nephropathy by Acacia senegal: Role of Oxidative Stress Disturbances / Mejora de la actividad Na+-K+ ATPasa y la Expresión Génica Asociada con la Protección Ultraestructural Glomerular en la Nefropatía Diabética por Acacia senegal: Papel de las Alteraciones del Estrés Oxidativo

SUMMARY: This study assessed the effects of Acacia Senegal (AS) combined with insulin on Na+/K+-ATPase (NKA) activity and mRNA expression, serum glucose, renal function, and oxidative stress in a rat model of diabetic nephropathy (DN). Sixty rats were equally divided into six groups: normal control, normal+AS, diabetic (DM), DM+insulin, DM+AS, and DM+insulin+AS groups. Diabetes mellitus (type 1) was induced by a single injection of streptozotocin (65 mg/kg), and insulin and AS treatments were carried until rats were culled at the end of week 12. Serum glucose and creatinine levels, hemoglobin A1c (HbA1c) were measured. Renal homogenate levels of NKA activity and gene expression, malondialdehyde, superoxide dismutase (SOD), catalase and reduced glutathione (GSH) were evaluated as well as kidney tissue histology and ultrastructure. Diabetes caused glomerular damage and modulation of blood and tissue levels of creatinine, glucose, HbA1c, malondialdehyde, NKA activity and gene expression, SOD, catalase and GSH, which were significantly (p<0.05) treated with AS, insulin, and insulin plus AS. However, AS+insulin treatments were more effective. In conclusion, combined administration of AS with insulin to rats with DN decreased NKA activity and gene expression as well as oxidative stress, and improved glycemic state and renal structure and function.

Este estudio evaluó los efectos de Acacia senegal (AS) combinada con insulina sobre la actividad Na+/K+- ATPasa (NKA) y la expresión de ARNm, la glucosa sérica, la función renal y el estrés oxidativo en un modelo de nefropatía diabética (ND) en ratas. Sesenta ratas se dividieron equitativamente en seis grupos: control normal, normal+AS, diabética (DM), DM+insulina, DM+AS y DM+insulina+AS. La diabetes mellitus (tipo 1) se indujo mediante una única inyección de estreptozotocina (65 mg/kg), y los tratamientos con insulina y AS se llevaron a cabo hasta que las ratas fueron sacrificadas al final de la semana 12. Se midieron niveles séricos de glucosa y creatinina, hemoglobina A1c (HbA1c). Se evaluaron los niveles de homogeneizado renal de actividad NKA y expresión génica, malondialdehído, superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión reducido (GSH), así como la histología y ultraestructura del tejido renal. La diabetes causó daño glomerular y modulación de los niveles sanguíneos y tisulares de creatinina, glucosa, HbA1c, malondialdehído, actividad y expresión génica de NKA, SOD, catalasa y GSH, los cuales fueron tratados significativamente (p<0,05) con AS, insulina e insulina más AS. Sin embargo, los tratamientos con AS+insulina fueron más efectivos. En conclusión, la administración combinada de AS con insulina a ratas con DN disminuyó la actividad de NKA y la expresión genética, así como el estrés oxidativo, y mejoró el estado glucémico y la estructura y función renal.

vitíligo, estrés psicológico y bioquímica del cerebro: Una revisión sistemática desde la neurociencia

Objetivo: El propósito de este estudio es establecer los mecanismos de la actividad Bioquímica a través del Estrés Psicológico que influyen en la enfermedad del vitiligo desde una perspectiva neurocientifica, mediante una revisión sistemática de la literatura de los últimos 5 años. Método: La búsqueda sistemática se llevó a cabo en las bases de datos Scopus, PubMed y Web of Science para identificar los estudios que describan la enfermedad de Vitiligo, el estrés psicológico y la bioquímica del cerebro, se establecieron criterios de inclusión y exclusión para la selección de los artículos, así mismo, se evaluó su calidad y pertinencia. Resultados: La revisión sistemática arrojó 15.503 artículos, 70 fueron preseleccionados de acuerdo a lo informado en el resumen y validados para lectura completa. Para la síntesis narrativa se utilizaron 23 artículos científicos. Conclusión: La enfermedad de vitiligo guarda una estrecha relación con el estrés psicológico y está acompañado de un desequilibrio bioquímico que conduce a un proceso inflamatorio y destructivo de los melanocitos de la piel.

Objective: The purpose of this study is to establish the mechanisms of biochemical activity through psychological stress that influence vitiligo disease from a neuroscientific perspective, through a systematic review of the literature of the last 5 years. Method: Systematic search was carried out in the Scopus, PubMed and Web of Science databases to identify studies describing Vitiligo disease, psychological stress and brain biochemistry, inclusion and exclusion criteria were established for the selection of articles, their quality and relevance were evaluated. Results: The systematic review yielded 15,503 articles, of which 70 were pre-selected as reported in the summary and validated for full reading. For the narrative synthesis 23 scientific articles were used. Conclusion: Vitiligo disease is closely related to psychological stress and is accompanied by a biochemical imbalance that leads to an inflammatory and destructive process of skin melanocytes.

The potential role of apigenin in the enhancement of the antioxidant adaptation to exercise by bioactive dietary compounds

Oxidative stress (OS) occurs when the antioxidant defense system is overwhelmed by the predominance of reactive oxygen species (ROS) and pro-oxidant factors. Several diseases such as hypertension, insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and neurodegenerative diseases are characterized by chronic OS. Physical exercise constitutes an affordable tool to prevent or ameliorate these conditions. However, during physical activity, acute ROS are produced inducing an activation in peroxisome proliferator activated receptor-Gamma Coactivator-1alpha (PGC-1α), and nuclear factor erythroid-2 related factor 2 (Nrf2), PGC-1α/Nrf2 pathway. This signaling pathway facilitates interaction with antioxidant response elements (ARE), thereby initiating an upregulation in the expression of antioxidant enzymes including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX) and mitochondrial biogenesis. In both cases, whether involving healthy animals or individuals engaged in physical exercise, supplementation with antioxidant scavengers leads to a reduction in the expression and activity of PGC-1α, SOD, CAT, and GPX across various tissues, which is not observed with indirect antioxidants. The preventive role of physical exercise against chronic OS is avoided when executed in conjunction with supplementation of scavenger antioxidants. However, similar to exercise, the indirect antioxidant apigenin can activate the PGC1-α/Nrf2 signaling pathway. Here, we summarize evidence supporting apigenin as a non-nutritional supplement that could enhance the adaptive effects of exercise, improving the endogenous antioxidant defense. Therefore, apigenin could be an interesting supplement to enhance the endogenous antioxidant adaptation induced by exercise in healthy subjects, but also to improve the effectiveness of exercise to prevent oxidative stress-associated diseases.

El estrés oxidativo (OS) ocurre cuando el sistema de defensa antioxidante es sobrepasado por el predominio de especies reactivas de oxígeno (ROS) y factores prooxidantes. Varias enfermedades como la hipertensión, la resistencia a la insulina, la diabetes mellitus tipo 2 y enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por un OS crónico. El ejercicio físico constituye una herramienta asequible para prevenir o mejorar estas enfermedades. Sin embargo, durante la actividad física, se producen ROS agudas que inducen una activación en la vía PGC-1α/Nrf2. Esta vía de señalización facilita la interacción con los elementos de respuesta antioxidante (ARE), iniciando así una regulación que permite la expresión de enzimas antioxidantes, incluidas SOD, CAT, GPX y biogénesis mitocondrial. En ambos casos, ya sea que se trate de animales sanos o de individuos que practican ejercicio físico, la suplementación con antioxidantes "scavengers" conduce a una reducción en la expresión y actividad de PGC-1α, SOD, CAT y GPX en varios tejidos, lo que no se observa con antioxidantes "indirectos". El papel preventivo del ejercicio físico contra el OS crónico se atenúa cuando se realiza en conjunto con la suplementación de antioxidantes "scavengers". Sin embargo, de manera similar al ejercicio, la apigenina es un antioxidante "indirecto" que puede activar la vía de señalización PGC1-α/Nrf2. Aquí, resumimos la evidencia que respalda a apigenina como un suplemento no-nutricional que podría mejorar los efectos adaptativos del ejercicio, mejorando la defensa antioxidante endógena de sujetos sanos que no tienen suficiente tiempo para hacer ejercicio.

Morphological and Functional Analysis of Cardiac Ameliorations in Elderly Rats Supplemented with a Magnolol Extract Complex / Análisis Morfológico y Funcional de las Mejoras Cardíacas en Ratas Ancianas Suplementadas con un Complejo de Extracto de Magnolol

SUMMARY: Magnolia bark extract supplementation has an anti-oxidative role in mammalians. However, its role in physiological aged-associated heart insufficiency is not known yet. Therefore, we investigated the effects of a magnolia bark complex, including magnolol and honokiol components (MAHOC), in elderly rat hearts (24-month-old aged group). One group of aged rats was supplemented with MAHOC (400 mg/kg/d, for 12 weeks) besides the standard rat diet while the second group of elderly rats and adult rats (to 6-month- old adult-group) were only fed with the standard rat diet. The morphological analysis using light microscopy has shown marked myofibrillar losses, densely localized fibroblasts, vacuolizations, infiltrated cell accumulations, and collagen fibers in the myocardium of the elderly rats compared to the adults. We also detected a markedly increased amount of degenerated cardiomyocytes including the euchromatic nucleus. The MAHOC supplementation of the elderly rats provided marked ameliorations in these abnormal morphological changes in the heart tissue. Furthermore, electrophysiological analysis of electrocardiograms (ECGs) in the supplemented group showed significant attenuations in the prolonged durations of P-waves, QRS-complexes, QT-intervals, and low heart rates compared to the unsupplemented elderly group. The biochemical analysis also showed significant attenuations in the activity of arylesterase and total antioxidant status in the myocardium of the supplemented group. We further determined significant attenuations in the activity of a mitochondrial enzyme succinate dehydrogenase, known as a source of reactive oxygen species (ROS), and the decreased level of ATP/ADP in the heart homogenates of the supplemented group. Moreover, under in vitro conditions by using an aging-mimicked cardiac cell line induced by D-galactose, we demonstrated that MAHOC treatment could provide prevention of depolarization in mitochondria membrane potential and high-level ROS production. Overall, our data presented significant myocardial ameliorations in physiological aging-associated morphological alterations parallel to the function and biochemical attenuations with MAHOC supplementation, at most, through recoveries in mitochondria.

La suplementación con extracto de corteza de magnolia tiene un papel antioxidante en los mamíferos, sin embargo, su rol en la insuficiencia cardíaca asociada al envejecimiento fisiológico aún no se conoce. Por lo anterior, investigamos los efectos de un complejo de corteza de magnolia, incluidos los componentes magnolol y honokiol (MAHOC), en corazones de ratas seniles (grupo de edad de 24 meses). La alimentación de grupo de ratas seniles se complementó con MAHOC (400 mg/kg/d, durante 12 semanas) además de la dieta estándar, mientras que el segundo grupo de ratas seniles y ratas adultas (hasta el grupo de adultos de 6 meses) solo recibió la dieta estándar para ratas. El análisis morfológico mediante microscopía óptica ha mostrado marcadas pérdidas miofibrilares, fibroblastos densamente localizados, vacuolizaciones, acumulaciones de células infiltradas y fibras de colágeno en el miocardio de las ratas seniles en comparación con las adultas. También detectamos una cantidad notablemente mayor de cardiomiocitos degradados, incluido el núcleo eucromático. La suplementación con MAHOC de las ratas seniles proporcionó mejoras marcadas en estos cambios morfológicos anormales en el tejido cardiaco. Por otra parte, el análisis de los electrocardiogramas (ECG) en el grupo suplementado mostró atenuaciones significativas en las duraciones prolongadas de las ondas P, los complejos QRS, los intervalos QT y las frecuencias cardíacas bajas, en comparación con el grupo de ratas seniles sin suplementación alimenticia. El análisis bioquímico también mostró atenuaciones significativas en la actividad de la arilesterasa y el estado antioxidante total en el miocardio del grupo suplementado. Determinamos además atenuaciones significativas en la actividad de la enzima mitocondrial succinato deshidrogenasa, conocida como fuente de especies reactivas de oxígeno (ROS), y la disminución del nivel de ATP/ADP en los homogeneizados de corazón del grupo suplementado. Además, en condiciones in vitro mediante el uso de una línea de células cardíacas, imitando el envejecimiento inducido por D- galactosa, demostramos que el tratamiento con MAHOC podría prevenir la despolarización en el potencial de membrana de las mitocondrias y la producción de ROS de alto nivel. En general, nuestros datos presentaron mejoras miocárdicas significativas en alteraciones morfológicas asociadas con el envejecimiento fisiológico paralelas a la función y atenuaciones bioquímicas con la suplementación con MAHOC, como máximo, a través de recuperaciones en las mitocondrias.

Radicales libres y sistema antioxidante

Los radicales libres son compuestos caracterizados por tener un electrón desapareado en su orbital externo, condición que los torna altamente reactivos, es decir, tienen la propiedad de interactuar a través de reacciones controladas por difusión con proteínas, lípidos y ácidos nucleicos. También se les ha designado como especies reactivas de oxígeno (ERO), especies reactivas de nitrógeno (ERN) o especies reactivas de azufre (ERA). En el organismo humano se generan, principalmente, en la cadena transportadora de electrones mitocondrial, donde específicamente participan los complejos respiratorios I y III que tienen la propiedad de reducir al oxígeno y convertirlo en anión superóxido; así mismo, pueden formarse haciendo uso de una gran diversidad de reacciones enzimáticas y no enzimáticas en las que intervienen sustancias que la célula sintetiza o que se ingieren con los alimentos y algunos medicamentos. El ser humano dispone de un sistema antioxidante, que es de naturaleza enzimática y no enzimática, el cual tiene como función proteger al organismo de la acción nociva de los radicales libres; comprende enzimas -como catalasa, superóxido dismutasa, tiorredoxina, etc.- y compuestos no enzimáticos -como glutatión, ferritina, mioglobina, etc.-, pero no son lo suficientemente eficientes para protegerlo, por lo que es necesaria la ingesta de alimentos que contengan en su composición sustancias con propiedades antioxidantes cuya acción protectora dependerá de su reactividad química, así como de su concentración; estos compuestos antioxidantes se encuentran principalmente en las frutas y verduras, habiéndose identificado polifenoles, flavonoides, carotenoides, vitamina C, vitamina E, etc. Un número considerable de evidencias sugiere que la ingesta de sustancias antioxidantes protege al organismo del efecto dañino de los radicales libres, pero cuando prevalece la acción oxidante sobre la antioxidante puede conducirse al estrés oxidativo, condición que está estrechamente vinculada con una gran diversidad de enfermedades crónicas no transmisibles como cáncer, diabetes mellitus, obesidad, psoriasis, aterosclerosis, entre otras. Todo ello parece indicar que el término "estado estable redox celular" describe de manera apropiada la constante adaptación a una situación de rápido recambio químico, y sugiere que las sustancias implicadas en este proceso se designen como "especies biológicamente reactivas" en razón de la existencia de compuestos nocivos como el peróxido de hidrógeno, peroxinitrito, etc., que no son propiamente radicales libres, pero ejercen efectos dañinos a las células.

Free radicals are compounds characterized by having an unpaired electron in their outer orbit, a condition that makes them highly reactive, i.e., they interact through diffusion-controlled reactions with proteins, lipids and nucleic acids. They have also been referred to as reactive oxygen species (ROS), reactive nitrogen species (RNS) or reactive sulfur species (RSS). In the human organism, they are mainly produced in the mitochondrial electron transport chain, where respiratory complexes I and III specifically participate and reduce oxygen by converting it into superoxide anion. Likewise, they can be formed through a wide variety of enzymatic and non-enzymatic reactions involving substances that are synthesized by cells or are ingested with food and some medicines. Human beings have an antioxidant system which is both enzymatic and non-enzymatic in nature and whose function is to protect the organism from the harmful action of free radicals. This system includes enzymes-such as catalase, superoxide dismutase, thioredoxin, etc.-and non-enzymatic compounds- such as glutathione, ferritin, myoglobin, etc. However, they are not efficient enough to protect it, so it is necessary to eat foods that contain substances with antioxidant properties whose protective action will depend on their chemical reactivity and their concentration. These antioxidant compounds are mainly found in fruits and vegetables, where polyphenols, flavonoids, carotenoids, vitamin C, vitamin E, etc. have been identified. A significant amount of evidence suggests that the intake of antioxidant substances protects the body from the damaging effect of free radicals, but when the oxidative action prevails over the antioxidant action, it can lead to oxidative stress, a condition that is closely linked to a wide variety of chronic non-communicable diseases including cancer, diabetes mellitus, obesity, psoriasis, atherosclerosis, among others. All this seems to indicate that the term "cellular redox steady state" more appropriately describes the constant adaptation to a situation of rapid chemical turnover and suggests that the substances involved in this process be designated as "biologically reactive species" due to the existence of harmful compounds such as hydrogen peroxide, peroxynitrite, etc., which are not-strictly speaking-free radicals but have toxic effects on cells.

Diacerein mitigates renal ischemia/reperfusion injury via inhibition of renal inflammation, dendritic cells maturation and apoptosis: the role of TLR4/NF-kB/NLRP3/IL-1beta signaling pathway / La diacereína mitiga la lesión por isquemia/reperfusión renal a través de la inhibición de la inflamación renal, la maduración de las células dendríticas y la apoptosis: el papel de la vía de señalización TLR4/NF-kB/NLRP3/IL-1beta

SUMMARY: One of the reasons for acute kidney damage is renal ischemia. Nevertheless, there are limited protective and therapeutic approaches for this problem. Diacerein is an anti-inflammatory drug characterized by numerous biological activities. We aimed to determine the ameliorative impact of diacerein on renal ischemia/reperfusion injury (I/R) condition, exploring the underlying mechanisms. Twenty-four male rats were allotted into four groups (n= 6): sham group; Diacerein (DIA) group; I/R group, in which a non-crushing clamp occluded the left renal pedicle for 45 min, and the right kidney was nephrectomized for 5 min before the reperfusion process; I/R + diacerein group, injected intraperitoneally with 50 mg diacerein/kg i.m 30 minutes prior to I/R operation. Ischemia/ reperfusion was found to affect renal function and induce histopathological alterations. The flow cytometry analysis demonstrated an elevated expression of innate and mature dendritic cells in I/R renal tissues. Moreover, upregulation in the expression of the inflammatory genes (TLR4, Myd88, and NLRP3), and overexpression of the pro-inflammatory cytokines (IL-1β), apoptotic (caspase-3) and pyroptotic (caspase-1) markers were observed in I/R-experienced animals. The aforementioned deteriorations were mitigated by pre-I/R diacerein treatment. Diacerein alleviated I/R-induced inflammation and apoptosis. Thus, it could be a promising protective agent against I/R.

La isquemia renal es una de los motivos del daño renal agudo. Sin embargo, los enfoques protectores y terapéuticos para este problema son limitados. La diacereína es un fármaco antiinflamatorio caracterizado por numerosas actividades biológicas. Nuestro objetivo fue determinar el impacto de mejora de la diacereína en la condición de lesión por isquemia/ reperfusión renal (I/R), explorando los mecanismos subyacentes. Veinticuatro ratas macho se distribuyeron en cuatro grupos (n= 6): grupo simulado; grupo de diacereína (DIA); grupo I/R, en el que una pinza no aplastante ocluyó el pedículo renal izquierdo durante 45 min, y el riñón derecho fue nefrectomizado durante 5 min antes del proceso de reperfusión; Grupo I/R + diacereína, inyectado por vía intraperitoneal con 50 mg de diacereína/kg i.m. 30 min antes de la operación I/R. Se encontró que la isquemia/ reperfusión afecta la función renal e induce alteraciones histopatológicas. El análisis de citometría de flujo demostró una expresión elevada de células dendríticas innatas y maduras en tejidos renales I/R. Además, se observó una regulación positiva en la expresión de los genes inflamatorios (TLR4, Myd88 y NLRP3) y una sobreexpresión de las citoquinas proinflamatorias (IL-1β), marcadores apoptóticos (caspasa-3) y piroptóticos (caspasa-1) en animales con experiencia en I/R. Los deterioros antes mencionados fueron mitigados por el tratamiento previo a la diacereína I/R. La diacereína alivió la inflamación y la apoptosis inducidas por I/R. Por lo tanto, podría ser un agente protector prometedor contra I/R.

Ozonoterapia y cáncer: mito o realidad / Ozone Therapy and Cancer: Myth or Reality

Introducción: El uso clínico de la ozonoterapia se incrementa cada día. Abarca disímiles especialidades médicas como la oncología. En Cuba las investigaciones que evalúan el empleo de la ozonoterapia en pacientes con cáncer son escasas, se precisan estudios científicos que demuestren su eficacia clínica. Objetivo: Explicar los mecanismos farmacológicos y bioquímicos de la ozonoterapia y su uso en el cáncer como terapia complementaria. Métodos: Se consultaron bases de datos disponibles a través de la red de Infomed. Se utilizaron como palabras clave: cáncer, ozonoterapia y estrés oxidativo. Se seleccionaron artículos originales y de revisión sistemáticos de los últimos diez años que evaluaron la utilización de la ozonoterapia en el tratamiento del cáncer. Resultados: El cáncer es per se una enfermedad inductora de estrés oxidativo. La ozonoterapia respalda su utilización como una terapia adyuvante mediante el preacondicionamiento oxidativo que estimula los sistemas antioxidantes de la célula contra la acción de los radicales libres. Así, se logra neutralizar la acción nociva del estrés oxidativo. El ozono incrementa la eficacia de la radio - quimioterapia y ayuda a reducir los efectos secundarios de estos tratamientos al activar los sistemas antioxidantes de la célula. La ozonoterapia se caracteriza por la simplicidad de su aplicación, bajos costos, alta efectividad y prácticamente ausencia de efectos colaterales en comparación con otros tratamientos adyuvantes. Conclusiones: El uso de la ozonoterapia en oncología como una terapia adyuvante representó un recurso terapéutico de gran valor dado por su perfil de efectividad y seguridad. Su uso podría extenderse para disminuir los efectos secundarios y mejorar la calidad de vida de los pacientes(AU)

Introduction: The clinical use of ozone therapy is increasing every day worldwide and it covers different medical specialties, including oncology. However, in Cuba, the investigations that evaluate the use of ozone therapy in cancer patients are scarce, so scientific studies are needed to demonstrate its clinical efficacy. Objective: To explain the pharmacological and biochemical mechanisms of ozone therapy and its use in cancer as a complementary therapy. Methods: Databases available through Infomed Network were consulted. Key words used were cancer, ozone therapy and oxidative stress. Original and systematic review articles from the last ten years that evaluated the use of ozone therapy in the treatment of cancer were selected. Results: Cancer is, as such, a disease that induces oxidative stress. Ozone therapy supports its use as an adjuvant therapy through oxidative pre-conditioning that stimulates the cell's antioxidant systems against the action of free radicals. Thus, it is possible to neutralize the harmful action of oxidative stress. Ozone increases the efficacy of radio-chemotherapy and helps reducing the side effects of these treatments by activating the cell's antioxidant systems. Ozone therapy is characterized by the simplicity of its application, low costs, high effectiveness and with practically no side effects, compared to other adjuvant treatments. Conclusions: The use of ozone therapy in oncology as an adjuvant therapy represented a therapeutic resource of great value given its effectiveness and safety profile. Its use could be extended to improve tissue oxygenation and thus enhance the efficacy of radiochemotherapy, reducing side effects and improving the patients's quality of life(AU)

Aplicación de ozono por vía rectal a pacientes con diabetes mellitus

Fundamento: los pacientes con diabetes mellitus cursan con un aumento importante en el estrés oxidativo, donde hay una disminución en la actividad de los sistemas antioxidantes y un incremento de los productos de oxidación. El ozono actúa induciendo estrés oxidativo moderado y estimulando una defensa antioxidante enzimática. Objetivo: caracterizar el control metabólico de los pacientes diabéticos al inicio y al culminar la terapia con ozono rectal. Métodos: se realizó un estudio cuasi experimental con pre y post terapia, donde el universo estuvo constituido por 121 pacientes diabéticos del consultorio médico de familia, número 15 del Policlínico Comunitario Docente José Luis Chaviano de Cienfuegos aplicándoles ozonoterapia por vía rectal previa evaluación médica, por 15 sesiones dos veces al año. Fueron recogidas como variables demográficas: edad y sexo; clínicas: parámetros hemoquímicos, tiempo de evolución de la enfermedad y estado nutricional; como complicaciones neurovasculares: pie diabético, polineuropatía diabética y retinopatía diabética; tratamientos: hipoglucemiantes; factores de riesgo modificables: hipertensión arterial, diabetes mellitus, tabaquismo, alcoholismo, realización de ejercicio físico; cálculo del índice de masa corporal. Los resultados hallados fueron expresados fundamentalmente mediante tablas y gráficos como principales recursos del lenguaje estadístico. Resultados: los pacientes con diabetes mellitus tipo 2 predominaron con un 95,0 %. Existió una disminución de 2, 769 mmol/L de las cifras de glucemia después del tratamiento con ozono rectal lo que muestra un control metabólico. Conclusiones: la ozonoterapia rectal puede ser utilizada como terapia complementaria al tratamiento convencional de pacientes con diabetes mellitus, pues mejora los parámetros de glucemia.

Background: patients with diabetes mellitus have a significant increase in oxidative stress, where there is a decrease in the activity of antioxidant systems and an increase in oxidation products. Ozone acts by inducing moderate oxidative stress and stimulating an enzymatic antioxidant defense. Objective: to characterize the metabolic control of diabetic patients at the beginning and at the end of rectal ozone therapy. Methods: a quasi-experimental study was carried out with pre and post therapy, where the universe consisted of 121 diabetic patients from the family doctor's office, number 15 of the José Luis Chaviano Community Teaching Polyclinic in Cienfuegos, applying rectal ozone therapy prior medical evaluation for 15 sessions twice a year. Demographic variables were collected: age and sex; clinics: hemochemical parameters, time of evolution of the disease and nutritional status; as neurovascular complications: diabetic foot, diabetic polyneuropathy and diabetic retinopathy; treatments: hypoglycemic; modifiable risk factors: arterial hypertension, diabetes mellitus, smoking, alcoholism, physical exercise; calculation of body mass index. The results found were expressed mainly through tables and graphs as the main resources of the statistical language. Results: patients with type 2 diabetes mellitus predominated with 95.0 %. There was a 2,769 mmol/L decrease in blood glucose levels after treatment with rectal ozone, which shows metabolic control. Conclusions: rectal ozone therapy can be used as a complementary therapy to the conventional treatment of patients with diabetes mellitus, since it improves glycemia parameters.

The effect of Vitamin E supplementation on inflammatory biomarkers and oxidative stress in patients with chronic kidney disease on hemodialysis: A systematic review

Hemodialysis, along with chronic kidney disease (CKD), intensifies the inflammatory process and oxidative stress in patients undergoing treatment. In this context, Vitamin E supplementation can mitigate the deleterious effects resulting from these processes. This is a systematic review whose objective was to evaluate the effect of Vitamin E supplementation on inflammatory biomarkers and oxidative stress in patients with CKD on hemodialysis. This review was prepared according to the methodology for systematic reviews and meta-analyses (PRISMA) and the search was performed in Pubmed, Cochrane Library, Scopus and Web of Science databases. The risk of bias of the included studies was assessed with the Cochrane Risk of Bias Tool. Twelve studies developed between 2006 and 2020 were included in this review. Most of them (n= 11) used vitamin E doses ranging from 400 IU to 888 IU and the supplementation time ranged from 2 weeks to 12 months. Of all the 12 articles included, 25% (n= 3) analyzed supplementation on biomarkers of oxidative stress and 25% (n= 3) addressed these parameters simultaneously. A positive effect was observed in 58.4% of the studies (n= 7). Thus, Vitamin E supplementation can be effective in mitigating the inflammatory process and oxidative stress, however, it is worth noting that the effect depends on the dose and time of supplementation.

La hemodiálisis, junto con la enfermedad renal crónica (ERC), intensifica el proceso inflamatorio y el estrés oxidativo en los pacientes en tratamiento. En este contexto, la suplementación con vitamina E puede mitigar los efectos nocivos resultantes de estos procesos. Esta es una revisión sistemática cuyo objetivo fue evaluar el efecto de la suplementación con vitamina E sobre biomarcadores inflamatorios y estrés oxidativo en pacientes con ERC en hemodiálisis. La revisión se elaboró según la metodología para revisiones sistemáticas y metanálisis (PRISMA) y la búsqueda se realizó en las bases de datos Pubmed, Cochrane Library, Scopus y Web of Science. El riesgo de sesgo de los estudios incluidos se evaluó con la Herramienta Cochrane de Riesgo de Sesgo (Cochrane Risk of Bias Tool). En esta revisión se incluyeron doce estudios desarrollados entre 2006 y 2020. La mayoría (n= 11) utilizó dosis de vitamina E que oscilaban entre 400 UI y 888 UI y el tiempo de suplementación osciló entre 2 semanas y 12 meses. De los 12 artículos incluidos, 25% (n= 3) analizaba la suplementación en biomarcadores inflamatorios, 50% (n= 6) en biomarcadores de estrés oxidativo y 25% (n= 3) en estos parámetros simultáneamente. Se observó un efecto positivo en 58,4% de los estudios (n= 7). Por lo tanto, la suplementación con vitamina E puede ser efectiva para mitigar el proceso inflamatorio y el estrés oxidativo, sin embargo, vale la pena señalar que el efecto depende de la dosis y el tiempo de suplementación.

Diabetes materna y deficiencia de zinc: riesgos para la descendencia / Maternal diabetes and zinc deficiency, risks for the offspring

Resumen ANTECEDENTES: Cuando la mujer embarazada tiene déficit de zinc, esta carencia puede ser un factor que contribuya a la aparición de alteraciones en el feto, como las malformaciones congénitas y otros trastornos del desarrollo. OBJETIVO: Identificar los aspectos relevantes del estado actual del conocimiento de las complicaciones de la diabetes en la mujer embarazada y el déficit de zinc en el feto. Además, explicar cuál es la posible consecuencia de la deficiencia del micronutriente, entre otras causas moleculares subyacentes. METODOLOGÍA: Revisión bibliográfica efectuada en las bases de datos de Google, PubMed-Medline y SciELO de artículos publicados en inglés o español del año 2012 al 2022, con los MeSH: Maternal diabetes; Hyperglycemia; Zinc deficiency; Congenital malformations; Epigenetics; con su correspondiente traducción al español. Criterios de selección: artículos originales, estudios prospectivos, de revisión bibliográfica, metanálisis, capítulos de libro y reportes de la Asociación Americana de Diabetes (ADA) y la Asociación Latinoamericana de Diabetes (ALAD). RESULTADOS: Se localizaron 187 artículos de los que se excluyeron 126 no adecuados para el tema de la revisión, duplicados o en idioma diferente al inglés y español. CONCLUSIONES: El análisis bibliográfico evidenció que los trastornos metabólicos provocados por la hiperglucemia de la madre, el déficit de zinc, la alteración de su homeostasis y su interacción con el desequilibrio redox, la inflamación de bajo grado, la activación apoptósica y las modificaciones epigenéticas producen un ambiente intrauterino adverso que condiciona la aparición de malformaciones y otros trastornos del desarrollo en la descendencia.

Abstract BACKGROUND: When pregnant women are deficient in zinc, this deficiency may be a contributing factor to foetal disorders, such as congenital malformations and other developmental disorders. OBJECTIVE: To identify the relevant aspects of the current state of knowledge of the complications of diabetes in pregnant women and zinc deficiency in the foetus. In addition, to explain the possible consequences of micronutrient deficiency, among other underlying molecular causes. METHODOLOGY: Bibliographic review carried out in Google, PubMed-Medline and SciELO databases of articles published in English or Spanish from 2012 to 2022, with the MeSH: Maternal diabetes; Hyperglycemia; Zinc deficiency; Congenital malformations; Epigenetics; with their corresponding translation into Spanish. Selection criteria: original articles, prospective studies, literature reviews, meta-analyses, book chapters and reports of the American Diabetes Association (ADA) and the Latin American Diabetes Association (ALAD). RESULTS: 187 articles were located of which 126 unsuitable for the review topic, duplicates or in language other than English and Spanish were excluded. CONCLUSIONS: The literature review evidenced that metabolic disorders caused by maternal hyperglycemia, zinc deficiency, alteration of its homeostasis and its interaction with redox imbalance, low-grade inflammation, apoptotic activation and epigenetic modifications produce an adverse intrauterine environment that conditions the appearance of malformations and other developmental disorders in the offspring.

Micronutrientes en el tratamiento de la infertilidad tratamiento de la infertilidad masculina idiopática / Micronutrient supplementation to treat idiopathic male infertilityidiopathic male infertility

Introducción: la evidencia sobre la asociación entre dieta y fertilidad humana ha aumentado en forma exponencial en la última década, lo que ha permitido identificar algunos hallazgos claros. La infertilidad masculina es un problema común que está incrementando. Aunque algunos pacientes tienen causas hormonales anatómicas o funcionales reconocidas, la etiología exacta en un gran número de casos es desconocida. Discusión: en diferentes condiciones de infertilidad masculina, generalmente asociadas a anomalías morfofuncionales de los espermatozoides, existen pruebas claras de daño celular causados por el estrés oxidativo. En las últimas 5 décadas, varias investigaciones han intentado comprobar si la suplementación de micronutrientes puede tener efectos positivos en los parámetros cualitativos/cuantitativos del semen y la frecuencia de embarazo. Las vitaminas C y E, junto con la L-carnitina, han demostrado ser eficaces. Sin embargo, otros micronutrientes han sido menos estudiados. Conclusiones: existe la necesidad de realizar más investigaciones con estudios controlados aleatorios para conformar la eficacia y seguridad de los suplementos antioxidantes en el tratamiento médico de la infertilidad masculina idiopática. El objetivo de esta revisión fue evaluar los efectos de los micronutrientes en el tratamiento de la infertilidad masculina

Introduction: in the last decade, evidence of a relation between diet and human fertility has exponentially increased, allowing the identiffcation of some clear outcomes. Male infertility is an increasing common concern. Although some patients have known anatomical, hormonal or functional disorders, the exact etiology remains unknown in a great number of cases. Discussion: in different types of male infertility, generally associated with abnormalities in sperm morphology or function, there is clear evidence of cell damage caused by oxidative stress. In the last 5 decades, several research studies have aimed to demonstrate if micronutrient supplementation may have a positive effect on qualitative/quantitative semen parameters and pregnancy rate. Vitamins C and E, together with L-carnitine, have shown to have a positive effect. However, other micronutrients have been studied to a lesser extent. Conclusions: further research by means of randomized controlled trials is required to conffrm the effcacy and safety of antioxidant supplements to medically treat idiopathic male infertility. The objective of this review was to evaluate the effects of micronutrients in the treatment of male infertility.

Effects of a 4-week micro-hyperbaric oxygen intervention on oxidation-antioxidation system function / Efectos de la intervención con oxígeno micro-hiperbárico durante 4 semanas en la función del sistema oxidación-antioxidación / Efeitos da intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de 4 semanas na função do sistema oxidante-antioxidante

ABSTRACT Introduction Hyperbaric oxygen intervention has an important effect on the function of the body's oxidation-antioxidant system. Objective To verify the effects of a 4-week micro-hyperbaric oxygen intervention on oxidation-antioxidation system function in skeleton athletes. Methods The experimental group underwent a 1.3 ATA HBO intervention for 4 weeks and the control group underwent natural recovery. The levels of MDA, PC, SOD, CAT, GSH-PX, T-AOC, BU, CK, T, and C of the two groups were measured at Week 0, Week 2, and Week 4. Results The MDA, PC, and CK of the Exp group were significantly lower than Con group (P < 0.05) in Week 4. The SOD, CAT, and T-AOC of the Exp group were significantly higher in Week 4 than in Week 0 (P < 0.05) and significantly higher than the Con group values (P < 0.05). Conclusions A four-week 1.3 ATA HBO intervention decreased the level of oxidative stress, increased the activity of antioxidant enzymes, and reduced the degree of exercise fatigue in skeleton athletes. Level of Evidence II; Therapeutic studies - Investigating treatment results.

RESUMEN Introducción La intervención con oxígeno hiperbárico tiene un efecto importante en la función del sistema oxidación-antioxidación del organismo. Objetivo Verificar los efectos de una intervención con oxígeno micro-hiperbárico durante 4 semanas en la función del sistema oxidación-antioxidación en atletas de skeleton. Métodos El grupo de prueba se sometió a una intervención con oxígeno micro-hiperbárico a 1,3 ATA durante 4 semanas, 4 veces a la semana, y el grupo de control se sometió a una recuperación natural. Se midieron los niveles de malondialdehído (MDA), carbonilo proteico (PC), superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GSH-PX), capacidad antioxidante total (T-AOC), urea en sangre (BU), creatina quinasa (CK), testosterona (T), y cortisol (C) en la semana 0, en la semana 2 y en la semana 4 para ambos grupos de atletas. Resultados Los valores de MDA, CP y CK del grupo de prueba fueron significativamente inferiores a los del grupo de control (p <0,05) en la semana 4. Los valores de SOD, CAT y T-AOC fueron significativamente mayores en el grupo de prueba en la semana 4 que en la semana 0 (p < 0,05) y significativamente mayores que los valores del grupo de control (p < 0,05) Conclusión: La intervención con oxígeno hiperbárico a 1,3 ATA durante 4 semanas redujo significativamente los niveles de estrés oxidativo, aumentó la actividad de las enzimas antioxidantes y redujo los niveles de fatiga relacionada con el ejercicio en los atletas de skeleton. Nivel de evidencia II; Estudios terapêuticos - Investigación de los resultados del tratamiento.

RESUMO Introdução A intervenção de oxigênio hiperbárico tem um efeito importante na função do sistema oxidativo-antioxidante do corpo. Objetivo Verificar os efeitos de uma intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de 4 semanas na função do sistema oxidante-antioxidante em atletas de skeleton. Métodos O grupo de teste foi submetido a uma intervenção de oxigênio micro-hiperbárico a 1,3 ATA de 4 semanas, 4 vezes por semana e o grupo controle passou por recuperação natural. Os níveis de malondialdeído (MDA), proteína carbonila (PC), superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSH-PX), capacidade antioxidante total (T-AOC), uréia sanguínea (BU), creatina quinase (CK), testosterona (T) e cortisol (C) foram medidos na semana 0, semana 2 e semana 4 para ambos os grupos de atletas. Resultados MDA, PC e CK do grupo de teste foram significativamente menores do que os valores do grupo controle (p <0,05) na semana 4. SOD, CAT e T-AOC foram significativamente maiores no grupo de teste na semana 4 do que na semana 0 (p < 0,05) e significativamente maiores do que os valores para o grupo controle (p < 0,05). Conclusão A intervenção de oxigênio micro-hiperbárico de 4 semanas a 1,3 ATA reduziu significativamente os níveis de estresse oxidativo, aumentou a atividade enzimática antioxidante e reduziu os níveis de fadiga relacionada ao exercício nos atletas de skeleton. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - Investigação dos resultados do tratamento.

Bioassay-guided isolation of α-glucosidase inhibitors from Byrsonima garcibarrigae Cuatrec

SUMMARY Introduction: Byrsonima garcibarrigae is an endemic tree of Amazonas state, Brazil, with pharmacological and chemical knowledge poorly understood. Aim: To investigate the antidiabetic potential of the B. garcibarrigae stem bark. Methods: The stem bark was sequentially extracted by maceration with hexane (EHBG), ethyl acetate (EABG), and methanol (EMBG). The antioxidant capacity, α-glucosidase inhibitory potentials and anti-glycation capacities were evaluated. A bio-guided fractionation gave compounds that were characterized by MS and NMR. Results: 8 compounds were identified by HPLC-MS. EMBG showed the highest α-glucosidase inhibitory activity (1.09±0.32 µg/mL), antioxidant activity (9.2±0.23 µg/mL) and phenolic compounds content (61.43±0.50%), thus was fractionated producing hexane (FHX), chloroform (FCL) and hydromethanolic (FHM) fractions. After additional anti- α-glucosidase assays, FHM (1.02±0.49 µg/mL) was fractionated giving quercitrin and epicatechin. The anti-glycation assay showed that EMBG, FHM and quercitrin presented higher activities in comparison to the positive control, amino-guanidine. Conclusions: B. garcibarrigae displayed antidiabetic potential since inhibited α-glucosidase, as well as presented expressive antioxidant and anti-glycation activities were recorded.

Introducción: Byrsonima garcibarrigae es un árbol endémico del estado de Amazonas, Brasil, con poco conocimiento farmacológico y químico. Objetivo: investigar el potencial antidiabético de la corteza del tallo de B. garcibarrigae. Métodos: la corteza del tallo se extrajo secuencialmente mediante maceración con hexano (EHBG), acetato de etilo (EABG) y metanol (EMBG). Se evaluó la capacidad antioxidante, los potenciales inhibidores de la α-glucosidasa y las capacidades anti-glicación. Un fraccionamiento bioguiado dio compuestos que se caracterizaron por MS y NMR. Resultados: se identificaron 8 compuestos mediante HPLC-MS. EMBG mostró la mayor actividad inhibidora de α-glucosidasa (1,09 ± 0,32 µg/mL), actividad antioxidante (9,2±0.23 µg/mL) y contenido de compuestos fenólicos (61,43 ± 0.50%), por lo que se fraccionó produciendo hexano (FHX), cloroformo (FCL) e hidrometanólicas (FHM). Después de ensayos adicionales de anti- α-glucosidasa, se fraccionó FHM (1,02 ± 0,49 µg/mL) dando quercitrina y epicatequina. El ensayo antiglicación mostró que EMBG, FHM y quercitrina presentaron actividades más altas en comparación con el control positivo, aminoguanidina. Conclusiones: B. garcibarrigae mostró potencial antidiabético ya que se registró una inhibición de la α-glucosidasa, así como también presentó actividades expresivas antioxidantes y antiglicación.

Introdução: Byrsonima garcibarrigae é uma árvore endêmica do estado do Amazonas, Brasil, com pouco conhecimento farmacológico e químico. Objetivo: investigar o potencial antidiabético da casca do caule de B. garcibarrigae. Métodos: a casca do caule foi extraída sequencialmente por maceração com hexano (EHBG), acetato de etila (EABG) e metanol (EMBG). A capacidade antioxidante, potencial inibibitório de α-glicosidase e capacidade antiglicação foram avaliadas. Um fracionamento bioguiado isolou compostos que foram caracterizados por MS e RMN. Resultados: 8 compostos foram identificados por HPLC-MS. O EMBG apresentou a maior atividade inibitória de α-glicosidase (1,09 ± 0,32 µg/mL), atividade antioxidante (9,2±0,23 µg/mL) e teor de compostos fenólicos (61,43 ± 0,50%), por isso foi fracionado produzindo hexano (FHX), clorofórmio (FCL) e hidrometanólico (FHM). Após ensaios anti- α-glicosidase adicionais, FHM (1,02 ± 0,49 µg/mL) foi fracionado, originando a quercitrina e epicatequina. O ensaio de antiglicação mostrou que EMBG, FHM e quercitrina exibiram atividades mais altas em comparação com o controle positivo, aminoguanidina. Conclusões: B. garci-barrigae apresentou potencial antidiabético, uma vez que foi registrada inibição da α-glicosidase, bem como expressiva atividade antioxidante e antiglicação.

Bases neuroquímicas de la transmetilación aberrante de neuroaminas y su relación con el metabolismo de la vitamina B12 y el ácido fólico / Neurochemical basis of the aberrant transmethylation of neuroamines and its relationship with the metabolism of vitamin B12 and folic acid / Bases neuroquímicas da transmetilação aberrante de neuroaminas e sua relação com o metabolismo da vitamina B12 e ácido fólico / Reconocimiento a la trayectoria del Prof. Dr. Juan Miguel Castagnino†

Resumen En este trabajo se analizan las alteraciones que pueden ocurrir en el proceso de metilación vía los ciclos de metionina y de folato, dando lugar a disfunciones que se manifiestan en problemas de salud mental, dentro de las cuales se incluye la esquizofrenia. Se discuten las alteraciones en los sistemas neurobiológicos observadas en el espectro esquizofrénico, en particular la transmetilación patológica, y se destacan las investigaciones que contribuyeron a demostrarla, incluyendo las de este grupo de investigación. Se abordan la disfunción mitocondrial, el estrés oxidativo, la proteómica y las regulaciones epigenéticas, como la metilación del ADN. Las disfunciones de la señalización de serotonina y del gen HTR2A participan en su desarrollo. Se han investigado las alteraciones neurometabólicas en cuadros psicóticos, fundamentalmente en indolalquilaminas. Se observó una correlación exhaustiva entre la actividad transmetilante, la hipoactividad de monoaminooxidasa (MAO), la alteración de las MAO intra y extracelulares y la presencia de indolalquilaminas metiladas en orina en varios fenotipos esquizofrénicos, con un 94,1% de actividad de transmetilación superior a la normal. Se demostró in vivo, en conejos, que la N,N-dimetiltriptamina permaneció en el cerebro hasta 7 días después de administrarla, a diferencia de la serotonina y la triptamina. Principalmente, los receptores sigma-1 y 5-HT2a-mGlu2 y los transportadores SERT y VMAT2 permitieron explicar el comportamiento.

Abstract Alterations that may occur in the methylation process via folate and methionine cycles, resulting in dysfunctions evidenced in psychiatric disorders such as schizophrenia are analysed. The changes in neurobiological systems related to the pathogenesis of schizophrenia, in particular pathological transmethylation, are discussed highlighting research that contributed to prove it, including those of this research group. Mitochondrial dysfunction, oxidative stress, proteomics, and epigenetic regulations such as DNA methylation are discussed. Dysfunctions of serotonin signaling and HTR2A gene are involved in the development of schizophrenia. The neurometabolic alteration of schizophrenia was investigated, focusing on indolealkylamines. An exhaustive correlation between transmethylation activity, monoamine oxidase (MAO) hypoactivity, intra- and extracellular MAOs alteration, and the occurrence of methylated indolealkylamines in urine of several schizophrenic phenotypes, with 94.1% transmethylation activity above normal were observed. It was demonstrated in vivo in rabbits that N,N-dimethyltryptamine remained in the brain, even 7 days after administration, unlike serotonin and tryptamine. Mainly sigma-1 and 5-HT2A-mGlu2 receptors as well as SERT and VMAT2 transporters made it possible to explain this behaviour.

Resumo As alterações que podem ocorrer no processo de metilação através de ciclos de folato e de metionina, resultando em disfunções reveladas em distúrbios psiquiátricos, tais como esquizofrenia, são analisadas. As alterações nos sistemas neurobiológicos relacionadas com a etiopatogenia da esquizofrenia, são discutidas, em particular a transmetilação patológica, destacando as pesquisas que contribuíram para demonstrá-la, incluido as deste grupo de investigação. A disfunção mitocondrial, estresse oxidativo, proteômica e regulação epigenética como metilação do DNA na esquizofrenia são discutidos. As disfunções da sinalização da serotonina e do gene HTR2A estão envolvidas na patogênese. Investigamos a alteração neurometabólica da esquizofrenia, com foco em indolalquilaminas. Houve uma correlação exaustiva entre a atividade transmetilante, a hipoatividade de MAO, a alteração das MAO intra e extracelular, e a presença na urina de indolalquilaminas metiladas em vários fenótipos esquizofrênicos, com 94,1% de atividade de transmetilação acima do normal. Demonstramos in vivo em coelhos como N,N-dimetiltriptamina permaneceu no cérebro 7 dias após administrá-la, ao contrário de serotonina e triptamina. Principalmente receptores sigma-1 e 5-HT2A-mGlu2 , e os transportadores SERT e VMAT2 permitiram explicar o comportamento.

Hierro: desde la homeostasis a la muerte por ferroptosis / Iron: from normal homeostasis to death by ferroptosis

Resumen El hierro (Fe) es un elemento vital para casi todos los organismos debido a su facilidad para donar y aceptar electrones. Es cofactor de muchas proteínas y enzimas necesarias para la adecuada utilización del oxígeno y la generación de energía. Su desregulación se relaciona a procesos de estrés oxidativo y muerte celular mediada por Fe(II) denominada ferroptosis. Las células de mamíferos utilizan múltiples mecanismos para garantizar la adquisición del hierro como nutriente esencial, que se encuentra oxidado [Fe(III)], y que debe ser reducido a Fe(II) para su adecuada utilización intracelular. Cada etapa de transferencia del hierro a través de las membranas biológicas exige una reconversión de su estado de oxidado a reducido y viceversa, dependiendo del paso metabólico implicado. La distorsión de dichos procesos se asocia con varias enfermedades: desde la deficiencia de hierro debida a defectos en la adquisición o distribución del metal, que causa anemia, a la sobrecarga de hierro que resulta de una absorción excesiva de hierro o en una utilización defectuosa, que causa una sobreoferta de Fe(II) en los tejidos y que lleva a un daño oxidativo y a la muerte celular. Existen múltiples mecanismos regulatorios que en conjunto aseguran el equilibrio en la homeostasis del hierro. Esta actualización describe los avances recientes en las vías reguladoras del hierro, así como en los mecanismos subyacentes al tráfico de dicho elemento desde su absorción, principalmente biodistribución y su uso intracelular, quizás el área más importante donde se define su adecuada utilización o la muerte celular por ferroptosis.

Abstract Iron (Fe) is a vital element for almost all organisms due to its ability to donate and accept electrons with relative ease. It serves as a cofactor for many proteins and enzymes necessary for the proper use of oxygen and energy generation, and its deregulation is related to the processes of oxidative stress and iron-mediated cell death called ferroptosis. Mammalian cells use multiple mechanisms to ensure the acquisition of iron as an essential nutrient, which is normally oxidised in the form of Fe(III) and must be reduced to Fe(II) for adequate intracellular use. Each stage of iron transfer across biological membranes requires a reconversion of its state from oxidised to reduced and vice versa, depending on the metabolic step involved. Distortion of these processes is associated with various diseases, such as iron deficiency due to defects in the acquisition or distribution of the metal that causes anemia, as well as iron overload from excessive iron absorption or defective use, which results in an oversupply of Fe(II) in tissues leading to oxidative damage and cell death. There are multiple regulatory mechanisms that together ensure the balance in iron homeostasis. This update describes the recent advances in the iron regulatory pathways, as well as in the mechanisms underlying iron trafficking from its absorption, mainly biodistribution and its intracellular use, perhaps the most important area where its adequate utilisation or cell death by ferroptosis is defined.

Resumo O ferro (Fe) é um elemento vital para quase todos os organismos devido à sua capacidade de doar e aceitar elétrons com relativa facilidade. O ferro serve como cofator para muitas proteínas e enzimas necessárias para o uso adequado do oxigênio e geração de energia, e a sua desregulação está relacionada a processos de estresse oxidativo e morte celular mediada por Fe(II) denominado ferroptose. As células de mamíferos utilizam múltiplos mecanismos para garantir a aquisição de ferro como nutriente essencial, que normalmente é oxidado na forma de Fe(III) e deve ser reduzido a Fe(II) para o uso intracelular adequado. Cada estágio de transferência de Fe através das membranas biológicas requer uma reconversão de seu estado de oxidado para reduzido e vice-versa, dependendo da etapa metabólica envolvida. A distorção desses processos está associada a várias doenças: desde a deficiência de ferro devido a defeitos na aquisição ou distribuição do metal que causa a anemia, até a sobrecarga de ferro resultante da absorção excessiva de ferro ou utilização defeituosa, que causa um excesso de oferta de Fe(II) nos tecidos levando ao dano oxidativo e morte celular. Existem múltiplos mecanismos regulatórios que juntos garantem o equilíbrio na homeostase do ferro. Esta atualização descreve os avanços recentes nas vias reguladoras do ferro, bem como nos mecanismos subjacentes ao tráfico deste elemento desde a sua absorção, principalmente biodistribuição e seu uso intracelular, talvez a área mais importante onde sua utilização adequada ou morte celular por ferroptose é definido.

El rol epigenético de la radiación ultravioleta y estrés oxidativo en la formación de cataratas / The Epigenetic Role of Ultraviolet Radiation and Oxidative Stress in Cataract Formation

El ojo humano es altamente expuesto a luz de todo tipo de ondas electromagnéticas, la tensión metabólica en la eliminación del daño celular, así como su acumulación, constituyen el mayor estrés oxidativo debido a radiación ultravioleta. El objetivo del la revisión fue documentar la nueva evidencia científica en epigenética con respecto a la radiación ultravioleta y estrés oxidativo en la formación de cataratas. Se realiza una revisión de la literatura comprendida del 1ro de mayo del 2021 al 1ro de mayo 2022 con meta buscadores en inglés y español. El daño bioquímico acumulable a nivel de las histonas es considerado el primer insulto ambiental en la formación de cataratas. El potencial inmunomodulador de las células del epitelio del lente humano es un blanco terapéutico prometedor, debido a ser la principal línea celular afectada en radiación por rayos ultravioleta. El avance tecnológico, bioquímico y fisiológico permitirá promover una solución diferente, por otro concepto distinto de cirugía, para la cura de la entidad más prevalente en el mundo por ceguera reversible: catarata(AU)

The human eye is highly exposed to light of all types of electromagnetic waves, the metabolic stress in the elimination of cellular damage, as well as its accumulation, constitute the major oxidative stress due to ultraviolet radiation. The objective was to document the new scientific evidence in epigenetics regarding ultraviolet radiation and oxidative stress in cataract formation. A review of the literature from May 1, 2021 to May 1, 2022 was performed with meta-search engines in English and Spanish. Cumulative biochemical damage at the histone level is considered the primary environmental insult in cataract formation. The immunomodulatory potential of human lens epithelium cells is a promising therapeutic target, due to being the main cell line affected in ultraviolet radiation. The technological, biochemical and physiological advance will allow promoting a different solution, by a different concept of surgery, for the cure of the most prevalent condition in the world for reversible blindness: cataract(AU)

El distrés oxidativo y sus implicaciones moleculares en algunas enfermedades infecciosas: una revisión / Oxidative distress and its molecular implication for some infectious diseases: A review

Introducción: Las especies reactivas de oxígeno, nitrógeno y azufre (ERONS) se generan continuamente en la fisiología de los organismos. Como parte de la respuesta de las células inmunitarias frente a los patógenos podrían aumentar y producir distrés oxidativo, citotoxicidad y daño de los órganos. El reconocimiento de las implicaciones moleculares de las ERONS todavía es un campo de investigación en desarrollo. Objetivo: Describir los aspectos moleculares relacionados con el metabolismo oxidativo y algunos patógenos (virus, parásitos, bacterias y hongos) en relación con las infecciones. Métodos: Se identificaron 520 documentos relacionados con los criterios de búsqueda en las bases de datos LILACS, Science Direct, SciELO, EMBASE, PubMed e Infomed, con los buscadores Google y Google académico. De estos, fueron analizados 78 documentos publicados a partir de 1980 al 2021 en español o inglés y organizados en 7 subtemas. Información, análisis y síntesis: Los agentes infecciosos y el hospedero interactúan produciendo ERONS que pueden superar los sistemas de defensa antioxidantes e influyen en el distrés oxidativo. Los procesos biológicos asociados al estado redox se relacionan con los factores de transcripción Nrf2 y NF-κB. Ambos permiten una respuesta celular entre la susceptibilidad y la resistencia a los agentes infecciosos, por lo que pueden iniciar o acelerar procesos fisiopatológicos en el organismo. En general la respuesta redox en la fisiopatología infecciosa está interconectada con la reprogramación metabólica, las respuestas antimicrobianas e inflamatorias y la disfunción celular o de tejido. Conclusiones: Los eventos moleculares redox pueden participar en diversas enfermedades infecciosas, mediando diferentes respuestas o trastornos asociados.

Introduction: Reactive oxygen/nitrogen/sulfur species (RONSS) are continuously generated in the physiology of organisms. As part of the immune cell response to pathogens, they may increase and lead to oxidative stress, cytotoxicity and organ damage. Recognizing the molecular implications of RONSS is still a developing field of research. Objective: To describe the molecular aspects related to oxidative metabolism and some pathogens (viruses, parasites, bacteria and fungi) in relation to infections. Methods: Based on the search criteria, 520 documents were identified in LILACS, Science Direct, SciELO, EMBASE, PubMed and Infomed databases, using the search engines Google and Google Scholar. Of these, 78 documents published from 1980 to 2021 in Spanish or English and organized into seven subtopics were analyzed. Information, analysis and synthesis: Infectious agents and the host interact to produce RONSS that can overcome antioxidant defense systems influencing on oxidative stress. Biological processes associated with the redox state are related to the transcription factors Nrf2 and NF-κB. Both generate a cellular response between susceptibility and resistance to infectious agents, thus they can initiate or accelerate pathophysiological processes in the organism. In general, the redox response in infectious pathophysiology is interconnected with metabolic reprogramming, antimicrobial and inflammatory responses, and cellular or tissue dysfunction. Conclusions: Molecular redox events may be involved in various infectious diseases, where different associated responses or disorders mediate.

Efectos adversos de la exposición prenatal al material particulado del aire sobre el feto y el recién nacido

El material particulado (PM) es un grupo de elementos sólidos y líquidos producidos por diferentes actividades antropogénicas y naturales, que son emitidos directamente al aire. Tiene diferentes propiedades fisicoquímicas y termodinámicas y según su diámetro aerodinámico se puede clasificar en PM10 (<10 µm), PM2.5 (<2.5 µm) y PM0.1 (<0.1 µm); pueden inhalarse y llegar desde los pulmones a otros órganos, causando enfermedades respiratorias, cardiovasculares y neurológicas, entre otras. Considerando que el feto es susceptible a contaminantes atmosféricos a través de la exposición gestacional y que las perturbaciones en la vida temprana son cruciales para el desarrollo, el PM puede causar complicaciones, incluyendo parto prematuro, bajo peso al nacer y daños neuropsicológicos, entre otras. Esta revisión resume evidencia epidemiológica que demuestra la relación entre la exposición materna a PM y los resultados adversos en el desarrollo del feto, el nacimiento y la infancia, así como algunos mecanismos moleculares que podrían explicar estas asociaciones.

Summary Particulate matter (PM) is a group of solid and liquid elements produced by different anthropogenic and natural activities, which are emitted directly into the air. It has different physicochemical and thermodynamic properties and according to its aerodynamic diameter, it can be classified as PM10 (<10 µm), PM2.5 (<2.5 µm) and PM0.1 (<0.1 µm). It can be inhaled and reach other organs from the lungs, causing respiratory, cardiovascular and neurological diseases, among others. Considering that the foetus is susceptible to air pollutants such as PM through gestational exposure, and that early life disturbances are crucial for development, PM can cause various disorders or complications including premature birth, low birth weight and neuropsychological damage, among others. This review summarizes the epidemiological evidence that demonstrates the relationship between maternal exposure to PM and adverse outcomes in foetal development, birth, and childhood, as well as some molecular mechanisms that could explain these associations.

Effect of Chronic Altitude Hypoxia on Redox Balance in Preadolescents and Adolescents / Efectos de la hipoxia altitudinal crónica sobre el balance Redox de preadolescentes y adolescentes / Efeito da exposição crônica à hipóxia de altitude no equilíbrio oxidante/antioxidante de crianças e adolescentes

Living at high altitude increases oxidative stress. Likewise, growth and maturation during adolescence can increase levels of reactive oxygen species (ros). Changes in redox profiles have been evaluated in adults living at high altitudes; however, there are no studies on these changes in peripubertal populations living at moderate altitudes, we determine how living at moderate altitude affects the oxidative and inflammatory status of healthy preadolescents and adolescents. Materials and Methods: A cross-sectional study was conducted in healthy male Colombian preadolescents and adoles-cents (9­18 years old, Tanner scale classification) who lived at low altitude (n = 26) or moderate altitude (n = 26). Plasma oxidative and inflammatory status was assessed via spectrophotometry. Oxidative markers included malondialdehyde, 4-hydroxy-trans-2-nonenal, and carbonyl groups. Antioxidant markers included total antioxidant status, glutathione, catalase, superoxide dismutase, uric acid, and thiols. Inflammatory markers included interleukins-1, -6, and -10 and tumor necrosis factor. Results:Only uric acid levels were higher in adolescents (5.34 and 5.66 mg/dl) compared to preadolescents (3.85 and 4.07 mg/dl) in both moderate and low altitude groups, respectively. Participants who lived at mod-erate altitude presented significantly higher levels of malondialdehyde (4.82 and 3.73 nM/mg protein) and lower level of glutathione and thiols (1.21 and 1.26 µmol/mg protein) than in those at low altitude. Their inflammatory profiles did not differ. Conclusion: Oxidant profiles increased in peripubertal popu-lations residing at moderate altitude; this could be owing to antioxidant consumption by ros and active metabolism during puberty.

vivir en altura es un factor que se asocia con el estrés oxidativo. El crecimiento y la maduración pueden ser un estresor adicional. Es insuficiente la evidencia sobre alteraciones del perfil redox en peripúberes residentes a altitudes moderadas. El propósito fue establecer el efecto de vivir en una altitud moderada sobre el perfil redox e inflamatorio en preadolescentes y adolescentes sanos. Materiales y métodos: estudio transversal en varones preadolescentes y adolescentes sanos (9-18 años) que viven en altitud baja (n = 26) o altitud moderada (n = 26). El estado oxidativo plasmático se evaluó mediante espectrofotometría a través de marcadores de oxidación (malondialdehído e hidroxinonenal y grupos carbonilo) y antioxidantes (estado antioxidante total, glutatión, catalasa, superóxido dismutasa, ácido úrico y tioles). El perfil inflamatorio se midió con interleucinas 1, 6, 10 y factor de necrosis tumoral α. Resultados: solo el ácido úrico fue diferente entre adolescentes (5.34 y 5.66 mg/dl para moderada y baja altitud, respectivamente) y preadolescentes (3.85 y 4.07 mg/dl para moderada y baja altitud, res-pectivamente). El grupo de preadolescentes y adolescentes de moderada altitud presentó niveles más altos de malondialdehído (4.82 y 3.73 nM/mg de proteína, respectivamente) y menor glutatión y tioles (1.21 y 1.26 µmol/mg de proteína), en comparación con sus contrapartes de baja altitud. Conclusión: las poblaciones peripúberes que residen en una altitud moderada presentan un perfil oxidante más alto, lo que puede estar relacionado con la depleción de antioxidantes, por una mayor producción de especies reactivas de oxígeno relacionada con la hipoxia y el metabolismo activo de la pubertad.

viver em grandes altitudes é um fator de estresse associado ao estresse oxidativo. Durante a adolescência, os processos de crescimento e maturação podem aumentar as espécies reativas de oxi-gênio. Alterações no perfil redox foram estudadas em adultos expostos a grandes altitudes, mas não em populações peripubertais vivendo em altitudes moderadas. Nosso objetivo é estabelecer o efeito de viver em uma altitude moderada sobre o estado oxidativo e inflamatório em pré-adolescentes e adolescentes saudáveis. Materiais and métodos: foi realizado um estudo transversal em pré-adolescentes e adolescen-tes colombianos saudáveis (9-18 anos, na escala de classificação de Tanner) que viviam em baixa altitude (n = 26) ou altitude moderada (n = 26). O estado oxidativo e inflamatório do plasma foi avaliado por espectrofotometria: 1) Marcadores de oxidação: grupos Malondialdeído + 4-hidroxi-trans-2-nonenal e carbonila; 2) antioxidantes: estado antioxidante total, glutationa, catalase, superóxido dismutase, ácido úrico e tióis; 3) Marcadores de inflamação: interleucinas 1, 6, 10 e fator de necrose tumoral α. Resultados:apenas o ácido úrico foi maior em adolescentes (5,34 e 5,66 mg/dl) em comparação com pré-adolescentes (3,85 e 4,07 mg/dl) dos grupos de altitude moderada e baixa, respectivamente. A altitude moderada apre-sentou níveis significativamente maiores de Malondialdeído (4,82 e 3,73 nM/mg de proteína), e menores níveis de Glutationa e tióis (1,21 e 1,26 µmol/mg de proteína), em comparação com a baixa altitude. Nenhuma diferença foi detectada no perfil inflamatório. Conclusão: as populações peripubertais que residem em altitude moderada apresentam maior perfil oxidante, o que pode estar relacionado ao con-sumo de antioxidantes devido à maior produção de ros relacionada à hipóxia e ao metabolismo ativo por volta da puberdade.

Vitamin E suppresses aortic ultrastructural alterations induced by toxic doses of monosodium glutamate / La vitamina E suprime las alteraciones ultraestructurales aórticas inducidas por dosis tóxicas de glutamato monosódico

SUMMARY: An association between certain food additives and chronic diseases is reported. Current study determined whether administering toxic doses of the food additive monosodium glutamate (MSG) into rats can induce aortopathy in association with the oxidative stress and inflammatory biomarkers upregulation and whether the effects of MSG overdose can be inhibited by vitamin E. MSG at a dose of (4 mg/kg; orally) that exceeds the average human daily consumption by 1000x was administered daily for 7 days to the rats in the model group. Whereas, rats treated with vitamin E were divided into two groups and given daily doses of MSG plus 100 mg/ kg vitamin E or MSG plus 300 mg/kg vitamin E. On the eighth day, all rats were culled. Using light and electron microscopy examinations, a profound aortic injury in the model group was observed demonstrated by damaged endothelial layer, degenerated smooth muscle cells (SMC) with vacuoles and condensed nuclei, vacuolated cytoplasm, disrupted plasma membrane, interrupted internal elastic lamina, clumped chromatin, and damaged actin and myosin filaments. Vitamin E significantly protected aorta tissue and cells as well as inhibited MSG-induced tissue malondialdehyde (MDA), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α). The highest used vitamin E dosage was more effective. Additionally, a significant correlation was observed between the aortic injury degree and tissue MDA, TNF-α, IL-6, and superoxide dismutase (SOD) levels (p=0.001). Vitamin E effectively protects against aortopathy induced by toxic doses of MSG in rats and inhibits oxidative stress and inflammation.

RESUMEN: Se reporta una asociación entre ciertos aditivos alimentarios y enfermedades crónicas. El objetivo de este estudio fue determinar si la administración de dosis tóxicas del aditivo alimentario glutamato monosódico (MSG) en ratas puede inducir aortopatía en asociación con el estrés oxidativo y la regulación positiva de los biomarcadores inflamatorios y si el efecto de una sobredosis de MSG se puede inhibir con vitamina E. Se administró MSG diariamente durante 7 días una dosis de (4 g/kg; por vía oral) que excede el consumo diario humano promedio, en 1000x a las ratas del grupo modelo. Mientras que las ratas tratadas con vitamina E se dividieron en dos grupos y se administraron dosis diarias de MSG más 100 mg/kg de vitamina E o MSG más 300 mg/kg de vitamina E. Todas las ratas fueron sacrificadas en el octavo día. Usando exámenes de microscopía óptica y electrónica, se observó una lesión aórtica profunda en el grupo modelo demostrada por una capa endotelial dañada, células musculares lisas degeneradas (SMC) con vacuolas y núcleos condensados, citoplasma vacuolado, membrana plasmática rota, lámina elástica interna interrumpida, cromatina agrupada y filamentos de actina y miosina dañados. La vitamina E protegió significativamente el tejido y las células de la aorta, además de inhibir el malondialdehído tisular (MDA) inducido por MSG, la interleucina-6 (IL-6) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α). La dosis más alta de vitamina E utilizada fue más efectiva. Además, se observó una correlación significativa entre el grado de lesión aórtica y los niveles tisulares de MDA, TNF-α, IL-6 y superóxido dismutasa (SOD) (p=0,001). La vitamina E efectivamente protege contra la aortopatía inducida por dosis tóxicas de MSG en ratas e inhibe el estrés oxidativo y la inflamación.