Proteomic analysis of human keratinocytes under UVA-induced stress / Análise proteômica de queratinócitos humanos sob estresse induzido por luz UVA

The solar ultraviolet (UV) radiation that reaches the Earth is composed of 95% of UVA (320 to 400 nm) and 5% of UVB (280 to 320 nm) radiation. UVB is carcinogenic, generating potentially mutagenic DNA lesions. The solar UVA radiation also causes DNA damage, but this fact does not fully account for its biological impact. UVA is absorbed by non-DNA cellular chromophores, generating reactive oxygen species such as singlet oxygen. Knowing the proteome mediates stress responses in cells, here we investigated the cellular effects of a non-cytotoxic dose of UVA radiation, equivalent to about 20 minutes of midday sun exposure, on the proteome of human keratinocytes. Using a combination of mass spectrometry-based proteomics, bioinformatics, and conventional biochemical assays, we analyzed two aspects of UVA-induced stress: spatial remodeling of the proteome in subcellular compartments 30 minutes after stress and long-term changes in protein levels and secretion (24 hours and 7 days postirradiation). In the first part of this thesis, we quantified and assigned subcellular localization for over 3000 proteins, of which about 600 potentially redistribute upon UVA exposure. Protein redistributions were accompanied by redox modulations, mitochondrial fragmentation and DNA damage. In the second part of the work, our results showed that primary human keratinocytes enter senescence upon exposure to a single dose of UVA, mounting antioxidant and inflammatory responses. Cells under UVA-induced senescence further elicit paracrine responses in neighboring premalignant HaCaT epithelial cells via inflammatory mediators. Altogether, these results reiterate the role of UVA radiation as a potent metabolic stressor in the skin

A radiação ultravioleta (UV) solar que atinge a superfície terrestre é composta por 95% de radiação UVA (320 a 400 nm) e 5% de radiação UVB (280 a 320 nm). A radiação UVB é carcinogênica e gera lesões potencialmente mutagênicas no DNA. A radiação UVA solar também gera danos no DNA, mas a genotoxicidade dessa radiação não explica inteiramente o seu impacto biológico. Atualmente, sabe-se que a radiação UVA é absorvida por cromóforos celulares, gerando espécies reativas de oxigênio, como o oxigênio singlete. Sabendo que o proteoma é um mediador de respostas ao estresse celular, nós investigamos os efeitos celulares de uma dose não-citotóxica de radiação UVA, equivalente a cerca de 20 minutos de exposição ao sol, no proteoma de queratinócitos humanos. Utilizando espectrometria de massas, bioinformática e ensaios bioquímicos convencionais, nós analisamos dois aspectos do estresse induzido por radiação UVA: o remodelamento espacial do proteoma 30 minutos depois do estresse e alterações nos níveis e na secreção de proteínas no longo prazo (24 horas e 7 dias depois da irradiação). Na primeira parte desta tese, nós quantificamos e atribuímos classificações de localização subcelular a mais de 3000 proteínas. Dentre essas proteínas, 600 tem potencialmente a sua distribuição subcelular alterada em resposta à radiação. As redistribuições subcelulares são acompanhadas de modulações redox, fragmentação mitocondrial e danos no DNA. Na segunda parte da tese, os nossos resultados mostraram que queratinócitos humanos primários entram em senescência sob exposição a uma única dose de radiação UVA, montando respostas antioxidantes e pró-inflamatórias. Células sob senescência induzida por UVA, por sua vez, desencadeiam respostas parácrinas em queratinócitos pré-tumorais (células HaCaT) por meio de mediadores inflamatórios. Em conjunto, esses resultados reiteram o papel da radiação UVA como um potente estressor metabólico em células da pele

Body mass loss in dry sauna and heart rate response to heat stress / Perda de massa corporal em sauna seca e resposta cardíaca ao estresse por calor / Pérdida de masa corporal en sauna seca y respuesta de la frecuencia cardíaca al estrés por calor

ABSTRACT Objectives: The aim of the study was to determine the effects of sauna-induced heat exposure on body mass loss (BML) and its relationships with basic anthropometric and physiological variables. Methods: The sample comprised 230 healthy adult males aged 21.0 ± 1.08 years (age range: 20.0-24.5 years). Body surface area (BSA) was determined and two groups of individuals with high BSA (BSAH; n = 58) and low BSA (BSAL; n = 74) were extracted. The intervention consisted of two 10-min dry sauna sessions separated by a 5-min interlude. Pre-, peri-, and post-sauna measures of nude body mass (BM) and heart rate (HR) were taken. Results: BML differed between BSA groups by 0.28 kg (74.81%). Absolute and relative BML most strongly correlated with BM and BSA (p < 0.001). Among the four considered height-weight indexes, the Quetelet I Index and Body Mass Index showed the strongest associations (p < 0.001) with BML whereas the weakest were with the Rohrer Index (p < 0.01) and Slenderness Index (p < 0.05). Compared with BML, differences in HR were relatively minor (from 9.90% to 18.07%) and a significant association was observed between BML and HR at rest (p < 0.01) and in 10th and 20th min of sauna bathing (p < 0.001). Conclusions: The magnitude of BML in healthy adult males after passive heat exposure was dependent on BM and concomitantly BSA. The physiological cost of dry sauna-induced thermal strain (as assessed by BML and HR) is greater in individuals with high BM and BSA. BM and HR monitoring is also recommended in order to minimize the risk of homeostatic imbalance and cardiovascular events and this cohort should more frequently cool the body and consume a greater volume of fluids during sauna bathing. Evidence Level II; Prospective comparative study.

RESUMO Objetivos: O objetivo do estudo foi determinar os efeitos da exposição ao calor induzidos pela sauna sobre a perda de massa corporal (BML) e sua relação com as variáveis antropométricas e fisiológicas básicas. Métodos: A amostra esteve formada por 230 homens adultos saudáveis de 21.0 ± 1.08 anos (média de idade: 20.0-24.5 anos). Foi determinada a área da superfície corporal (BSA) e separados em dois grupos de indivíduos com alta BSA (BSAH, n = 58) e baixa BSA (BSAL, n = 74). A intervenção consistiu em duas sessões de sauna seca de 10 minutos, separadas por um intervalo de 5 minutos. Foram tomadas as medidas pre-, peri- e posteriores à sauna, da massa corporal (BM) sem roupa e a frequência cardíaca (HR). Resultados: Entre os dois grupos de BSA, a BML diferenciou-se em 0.28 kg (74.81%). A BML absoluta e relativa correlacionou-se com maior força com a BM e a BSA (p < 0.001). Entre os quatro índices de tamanho-peso considerados, o Índice Quetelet I e o Índice de Massa Corporal mostraram as associações mais consistentes (p < 0.001) com a BML, enquanto que as mais fracas foram com o Índice Rohrer (p < 0.01) e o Índice de Magreza (p < 0.05). Comparado com a BML, as diferenças no HR foram relativamente pequenas (de 9.90% a 18.07%) e foi observada uma associação significativa entre a BML e o HR em repouso (p < 0.01) e em banho de sauna aos 10 e 20 minutos (p < 0.001). Conclusões: A magnitude da BML em homens adultos saudáveis após a exposição passiva ao calor dependeu da BM e da BSA. O custo fisiológico da tensão térmica induzida pela sauna seca (avaliada pela BML e o HR) é maior em indivíduos com alta BM e BSA. Também é recomendado o monitoramento da BM e HR para minimizar o risco de desequilíbrio homeostático e episódios cardiovasculares. Assim, esta população deveria refrescar seu corpo com maior frequência e consumir um maior volume de líquidos durante a sessão de sauna. Nível de evidência II; Estudo comparativo prospectivo.

RESUMEN Objetivos: El objetivo del estudio fue determinar los efectos de la exposición al calor inducidos por el sauna sobre la pérdida de masa corporal (BML) y sus relaciones con las variables antropométricas y fisiológicas básicas. Métodos: La muestra estuvo formada por 230 varones adultos saludables de 21.0 ± 1.08 años (rango de edad: 20.0-24.5 años). Se determinó el área de superficie corporal (BSA) y se separaron dos grupos de individuos con alta BSA (BSAH, n = 58) y baja BSA (BSAL, n = 74). La intervención consistió en dos sesiones de sauna seca de 10 minutos separadas por un intervalo de 5 minutos. Se tomaron medidas pre-, peri- y posteriores al sauna, de masa corporal (BM) sin ropa y la frecuencia cardíaca (HR). Resultados: Entre los dos grupos de BSA, la BML difirió en 0.28 kg (74.81%). La BML absoluta y relativa se correlacionó con más fuerza con la BM y la BSA (p < 0.001). Entre los cuatro índices de talla-peso considerados, el Índice Quetelet I y el Índice de Masa Corporal mostraron las asociaciones más fuertes (p < 0.001) con la BML, mientras que las más débiles fueron con el Índice Rohrer (p < 0.01) y el Índice de Esbeltez (p < 0.05). Comparado con la BML, las diferencias en el HR fueron relativamente pequeñas (de 9.90% a 18.07%) y se observó una asociación significativa entre la BML y el HR en reposo (p < 0.01) y en baño de sauna a los 10 y 20 minutos (p < 0.001). Conclusiones: La magnitud de la BML en varones adultos saludables posterior a la exposición pasiva al calor dependió de la BM y de la BSA. El costo fisiológico de la tensión térmica inducida por el sauna seco (evaluado por la BML y el HR) es mayor en individuos con alta BM y BSA. También se recomienda el monitoreo de BM y HR para minimizar el riesgo de desequilibrio homeostático y episodios cardiovasculares. Así, esta población debería refrescar su cuerpo con mayor frecuencia y consumir un mayor volumen de líquidos durante la sesión de sauna. Nivel de evidencia II; Estudio comparativo prospectivo.

Effects of different levels of end-expiratory pressure on hemodynamic, respiratory mechanics and systemic stress response during laparoscopic cholecystectomy / Efeitos de diferentes níveis de pressão expiratória final sobre a hemodinâmica, mecânica respiratória e resposta sistêmica ao estresse durante colecistectomia laparoscópica

Abstract Objective: General anesthesia causes reduction of functional residual capacity. And this decrease can lead to atelectasis and intrapulmonary shunting in the lung. In this study we want to evaluate the effects of 5 and 10 cmH2O PEEP levels on gas exchange, hemodynamic, respiratory mechanics and systemic stress response in laparoscopic cholecystectomy. Methods: American Society of Anesthesiologist I-II physical status 43 patients scheduled for laparoscopic cholecystectomy were randomly selected to receive external PEEP of 5 cmH2O (PEEP 5 group) or 10 cmH2O PEEP (PEEP 10 group) during pneumoperitoneum. Basal hemodynamic parameters were recorded, and arterial blood gases (ABG) and blood sampling were done for cortisol, insulin and glucose level estimations to assess the systemic stress response before induction of anesthesia. Thirty minutes after the pneumoperitoneum, the respiratory and hemodynamic parameters were recorded again and ABG and sampling for cortisol, insulin, and glucose levels were repeated. Lastly hemodynamic parameters were recorded; ABG analysis and sampling for stress response levels were taken after 60 minutes from extubation. Results: There were no statistical differences between the two groups about hemodynamic and respiratory parameters except mean airway pressure (P mean). P mean, compliance and PaO2; pH values were higher in 'PEEP 10 group'. Also, PaCO2 values were lower in 'PEEP 10 group'. No differences were observed between insulin and lactic acid levels in the two groups. But postoperative cortisol level was significantly lower in 'PEEP 10 group'. Conclusion: Ventilation with 10 cmH2O PEEP increases compliance and oxygenation, does not cause hemodynamic and respiratory complications and reduces the postoperative stress response.

Resumo Objetivo: A anestesia geral causa a redução da capacidade residual funcional e essa diminuição pode levar à atelectasia pulmonar e ao shunt intrapulmonar. Neste estudo pretendemos avaliar os efeitos de níveis de 5 e 10 cmH2O de pressão expiratória final positiva (PEEP) sobre as trocas gasosas, a hemodinâmica, a mecânica respiratória e a resposta ao estresse sistêmico em colecistectomia laparoscópica. Método: Foram selecionados aleatoriamente 43 pacientes, estado físico ASA I-II, agendados para colecistectomia laparoscópica, para receber PEEP a 5 cmH2O (grupo PEEP-5) ou PEEP de 10 cmH2O (grupo PEEP-10) durante o pneumoperitônio. Os parâmetros hemodinâmicos foram registrados, gasometria arterial e coleta de sangue foram feitas para estimativa dos níveis de cortisol, insulina e glicose para avaliar a resposta ao estresse sistêmico antes da indução anestésica. Trinta minutos após o pneumoperitônio, os parâmetros hemodinâmicos e respiratórios foram registrados novamente e gasometria e amostragem para os níveis de cortisol, insulina e glicose foram repetidos. E os últimos parâmetros hemodinâmicos foram registrados, análise e amostragem de gasometria para os níveis de resposta ao estresse foram feitas após 60 minutos da extubação. Resultados: Não houve diferença estatística entre dois grupos quanto aos parâmetros hemodinâmicos e respiratórios, exceto pressão média das vias aéreas (Pmédia). Os valores de Pmédia, complacência, PaO2 e do pH foram maiores no grupo PEEP-10. Também os valores de PaCO2 foram menores no grupo PEEP-10. Não foram observadas quaisquer diferenças entre os níveis de insulina e de ácido láctico nos dois grupos. Porém, o nível de cortisol no pós-operatório foi significativamente menor no grupo PEEP-10. Conclusão: Ventilação com PEEP de 10 cmH2O aumenta a complacência e a oxigenação, não causa hemodinâmica e complicações respiratórias e reduz a resposta ao estresse no pós-operatório.

Fatores de transcrição da família ap2/erf e resposta em plantas aos estresses abióticos / Factores de transcripción de la familia ap2/erf y respuesta en plantas a estreses abióticos / Transcription factors of the ap2/erf and plants responses to abiotic stress

Em seu ambiente natural, as condições de água e temperatura são altamente variáveis, e podem afetar a sobrevivência, o crescimento e reprodução das plantas. Para sobreviver em tais condições, as plantas respondem, desenvolvendo uma complexa rede de sinalização em nível molecular, celular e bioquímico. A regulação gênica em nível de transcrição é um dos principais pontos no controle dos processos biológicos, sendo que os fatores de transcrição (TFs) desempenham um papel fundamental nesse processo. A família AP2/ERF é uma grande família de TFs específico de plantas que compartilham um domínio conservado de ligação ao DNA. Essa família de TFs incluía proteínas da subfamília DREB que desempenham um papel crucial na resposta das plantas a estresses abióticos, reconhecendo o elemento responsivo à desidratação com um motivo central A/GCCGAC. As proteínas da subfamília de fatores de resposta ao etileno estão envolvidas em respostas aos estresses bióticos e abióticos, reconhecendo o elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. Nesta revisão foi discutido o papel dos TFs AP2/ERF em condições de estresse abiótico e suas implicações funcionais em estudos de expressão gênica. A compreensão dos determinantes genéticos da tolerância aos estresses abióticos constitui um passo importante nos programas de melhoramento genético.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival, growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complex network of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of the major points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERF family is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcription factor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizing the dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethylene response factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC called GCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and their functional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is an important step in breeding programs.

En su ambiente natural, las condiciones del agua y temperatura son altamente variables, y pueden afectar la supervivencia, el crecimiento y reproducción de las plantas. Para sobrevivir en tales condiciones, las plantas responden, desarrollando una compleja red de señalización en nivel molecular, celular y bioquímico. La regulación génica en nivel de transcripción es uno de los principales puntos en el control de los procesos biológicos, considerando que los factores de transcripción (TFs) desempeñan un papel importante en ese proceso. La familia AP2/ERF es una gran familia de TFs específico de plantas que comparten un dominio conservado de unión al ADN. Esa familia de TFs incluye proteínas de la subfamilia DREB que desempeñan un papel crucial en la respuesta de las plantas a estreses abióticos, reconociendo el elemento responsivo a la deshidratación con un motivo central A/GCCGAC. Las proteínas de la subfamilia de factores de respuesta al etileno están involucradas en respuestas a los estreses bióticos y abióticos, reconociendo el elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. En esta revisión se discutió el papel de los TFs AP2/ERF en condiciones de estrés abiótico y sus implicaciones funcionales en estudios de expresión génica. La comprensión de los determinantes genéticos de tolerancia a estreses abióticos constituye un paso importante en los programas de mejoramiento genético.

Fatores de transcrição da família ap2/erf e resposta em plantas aos estresses abióticos / Transcription factors of the ap2/erf and plants responses to abiotic stress / Factores de transcripción de la familia ap2/erf y respuesta en plantas a estreses abióticos

Em seu ambiente natural, as condições de água e temperatura são altamente variáveis, e podem afetar a sobrevivência,o crescimento e reprodução das plantas. Para sobreviver em tais condições, as plantas respondem, desenvolvendouma complexa rede de sinalização em nível molecular, celular e bioquímico. A regulação gênica em nível de transcrição éum dos principais pontos no controle dos processos biológicos, sendo que os fatores de transcrição (TFs) desempenham umpapel fundamental nesse processo. A família AP2/ERF é uma grande família de TFs específico de plantas que compartilhamum domínio conservado de ligação ao DNA. Essa família de TFs incluía proteínas da subfamília DREB que desempenhamum papel crucial na resposta das plantas a estresses abióticos, reconhecendo o elemento responsivo à desidratação com ummotivo central A/GCCGAC. As proteínas da subfamília de fatores de resposta ao etileno estão envolvidas em respostas aosestresses bióticos e abióticos, reconhecendo o elemento cis-acting AGCCGCC denominado GCC-box. Nesta revisão foi discutidoo papel dos TFs AP2/ERF em condições de estresse abiótico e suas implicações funcionais em estudos de expressãogênica. A compreensão dos determinantes genéticos da tolerância aos estresses abióticos constitui um passo importante nosprogramas de melhoramento genético.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival,growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complexnetwork of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of themajor points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERFfamily is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcriptionfactor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizingthe dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethyleneresponse factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC calledGCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and theirfunctional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is animportant step in breeding programs.

In their natural environment, temperature and water conditions are highly variable and may affect the survival,growth and reproduction of plants. In order to survive under such conditions, plants respond by developing a complexnetwork of signaling at molecular, cellular and biochemical level. The gene regulation at the transcription level is one of themajor points in the control of biological processes, and transcription factors play a key role in this process. The AP2/ERFfamily is a large family of plant-specific transcription factors that share a conserved DNA-binding domain. This transcriptionfactor family includes a subfamily of DREB proteins that plays a crucial role in the plant response to abiotic stresses, recognizingthe dehydration responsive element with a central motif A/GCCGAC. The proteins from the subfamily of ethyleneresponse factors are involved in responses to biotic and abiotic stresses recognizing the cis-acting element AGCCGCC calledGCC-box. In this review, the authors discuss the role of AP2/ERF transcription factors in abiotic stress conditions and theirfunctional implications in gene expression studies. Understanding the genetic determinants of abiotic stress tolerance is animportant step in breeding programs constituye un paso importante en los programas de mejoramiento genético.