Alterations of serum biochemical parameters and tyrosine phosphorylation in kidney and liver of chronic stress-induced rats

Abstract Chronic stress (CS) can contribute to dysfunction in several organs including liver and kidney. This study was performed to investigate the changes in serum biochemistry, histological structure, as well as in localization of tyrosine phosphorylated proteins (TyrPho) and Heat shock protein 70 (Hsp-70) in liver and kidney tissues of CS rats induced by two stressors (restrained and force swimming) for 60 consecutive days. Samples of blood, liver, and kidney were collected from adult male SpragueDawley rats in each group. Our results showed that serum biochemical parameters including corticosterone, blood sugar, urea nitrogen, creatinine, cholesterol, triglyceride, HDL-C, LDL-C, ALT, AST, alkaline phosphatase in CS group were significantly different from that in normal group in both liver and kidney tissues. Although histological structure was not changed. TyrPho expression was significantly increased in liver lysate but significantly decreased in kidney. Hsp-70 expression in liver increased whereas in kidney decreased. In conclusion, CS can induce changes in liver and kidney functions.

Resumo O estresse crônico (SC) pode contribuir para a disfunção em vários órgãos, incluindo fígado e rim. Este estudo foi realizado para investigar as alterações na bioquímica sérica, estrutura histológica, bem como na localização de proteínas tirosina fosforiladas (TyrPho) e proteína de choque térmico 70 (Hsp-70) em tecidos hepáticos e renais de ratos CS induzidas por dois estressores (restrito e natação forçada) por 60 dias consecutivos. Amostras de sangue, fígado e rim foram coletadas de ratos Sprague-Dawley machos adultos em cada grupo. Nossos resultados mostraram que os parâmetros bioquímicos séricos, incluindo corticosterona, glicemia, nitrogênio ureico, creatinina, colesterol, triglicerídeos, HDL-C, LDL-C, ALT, AST, fosfatase alcalina no grupo CS foram significativamente diferentes do grupo normal em ambos os fígados e tecidos renais. Embora a estrutura histológica não tenha sido alterada, a expressão de TyrPho aumentou significativamente no lisado hepático, mas diminuiu significativamente no rim. A expressão de Hsp-70 no fígado aumentou, enquanto que no rim diminuiu. Em conclusão, a CS pode induzir alterações nas funções hepáticas e renais.

Alterations of serum biochemical parameters and tyrosine phosphorylation in kidney and liver of chronic stress-induced rats / Alterações dos parâmetros bioquímicos séricos e fosforilação da tirosina em rim e fígado de ratos induzidos por estresse crônico

Chronic stress (CS) can contribute to dysfunction in several organs including liver and kidney. This study was performed to investigate the changes in serum biochemistry, histological structure, as well as in localization of tyrosine phosphorylated proteins (TyrPho) and Heat shock protein 70 (Hsp-70) in liver and kidney tissues of CS rats induced by two stressors (restrained and force swimming) for 60 consecutive days. Samples of blood, liver, and kidney were collected from adult male Sprague-Dawley rats in each group. Our results showed that serum biochemical parameters including corticosterone, blood sugar, urea nitrogen, creatinine, cholesterol, triglyceride, HDL-C, LDL-C, ALT, AST, alkaline phosphatase in CS group were significantly different from that in normal group in both liver and kidney tissues. Although histological structure was not changed. TyrPho expression was significantly increased in liver lysate but significantly decreased in kidney. Hsp-70 expression in liver increased whereas in kidney decreased. In conclusion, CS can induce changes in liver and kidney functions.

O estresse crônico (SC) pode contribuir para a disfunção em vários órgãos, incluindo fígado e rim. Este estudo foi realizado para investigar as alterações na bioquímica sérica, estrutura histológica, bem como na localização de proteínas tirosina fosforiladas (TyrPho) e proteína de choque térmico 70 (Hsp-70) em tecidos hepáticos e renais de ratos CS induzidas por dois estressores (restrito e natação forçada) por 60 dias consecutivos. Amostras de sangue, fígado e rim foram coletadas de ratos Sprague-Dawley machos adultos em cada grupo. Nossos resultados mostraram que os parâmetros bioquímicos séricos, incluindo corticosterona, glicemia, nitrogênio ureico, creatinina, colesterol, triglicerídeos, HDL-C, LDL-C, ALT, AST, fosfatase alcalina no grupo CS foram significativamente diferentes do grupo normal em ambos os fígados e tecidos renais. Embora a estrutura histológica não tenha sido alterada, a expressão de TyrPho aumentou significativamente no lisado hepático, mas diminuiu significativamente no rim. A expressão de Hsp-70 no fígado aumentou, enquanto que no rim diminuiu. Em conclusão, a CS pode induzir alterações nas funções hepáticas e renais.

Modificações pós-traducionais durante o processo de amastigogênese do Trypanosoma cruzi / Post-translational modifications during the amastigogenesis of Trypanosoma cruzi

A doença de Chagas é uma doença negligenciada causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi constituindo-se em um problema de saúde pública em vários países da América Latina. No seu complexo ciclo de vida, o protozoário passa por quatro estágios diferentes: tripomastigota metacíclica, amastigota, tripomastigota sanguíneo e epimastigota, que permitem sua sobrevivência nos diferentes ambientes com os quais o parasita entra em contato. A diferenciação dos tripomastigotas de T. cruzi em amastigotas (amastigogênese) ocorre com grandes mudanças morfológicas, estruturais e metabólicas no parasita e pode ser reproduzido in vitro por exemplo, pela acidificação do meio extracelular. Apesar dos vários trabalhos descritos na literatura, o processo ainda não é totalmente compreendido. A participação de NO na transdução de sinal durante a amastigogênese, sugerida por dados não publicados de nosso grupo, assim como a via de sinalização dependente de AMPc, foram o foco do presente estudo. A indução da amastigogênese foi obtida por incubação de tripomastigotas em meio de cultura acidificado (pH 6,0) e os parâmetros estudados comparados com parasitas controle (meio de cultura, pH 7,4). Estudamos a variação no perfil de nucleotídios cíclicos (AMPc, GMPc), de quinases (PKA, MAPK- ERK1/2), de uma fosfatase (PP2A), assim como o perfil de proteínas fosforiladas, S-nitrosiladas e nitradas até 6 h do início da amastigogênese. O processo foi dividido nas etapas: inicial (até 60 minutos) e tardio (em torno de 3-4 h), caracterizados por um aumento de formas amastigotas na etapa tardia. Houve um aumento de aproximadamente 17 vezes no nível de AMPc nos primeiros 15 minutos da amastigogênese (meio pH 6,0), seguido por aumento discreto no nível de PKA fosforilada, utilizado como indicador de atividade enzimática, este mais evidente na etapa tardia (360 minutos). Quanto à subunidade catalítica fosforilada da MAPK (ativa), há uma aparente diminuição no nível de fosforilação na fase inicial (30 minutos) e aumento na etapa tardia (120 minutos) do processo de amastigogênese. Quanto ao perfil geral de fosforilação de proteínas, há uma diminuição de fosforilação em torno de 30 minutos, seguida de aumento de fosforilação em proteínas de aproximadamente 5 e 100 kDa, mas de maneira geral, não se observaram grandes mudanças nesse perfil com a metodologia utilizada. Quanto às modificações por NO e seus derivados, foram observadas modificações por S-nitrosilação e nitração das proteínas, além do aumento de GMPc em torno de 60 minutos. Embora essas modificações modulem a atividade biológica de uma grande diversidade de proteínas, seu papel biológico não foi explorado.8 Em resumo, nossos resultados apontam para uma variação no perfil de fosforilação, S-nitrosilação e nitração de proteínas, além do aumento de AMPc e GMPc ao longo do processo de amastigogênese in vitro, com a via de sinalização dependente de quinases/ fosfatases e de óxido nítrico ocorrendo ao longo do processo de amastigogênese

Chagas disease is a neglected disease caused by the parasite Trypanosoma cruzi and is a public health problem in several Latin American countries. In its complex life cycle, the protozoan goes through four different stages: metacyclic trypomastigote, amastigote, blood trypomastigote and epimastigote, which allow its survival in the different environments which the parasite comes into contact. The differentiation of T. cruzi trypomastigotes into amastigotes (amastigogenesis) occurs with large morphological, structural and metabolic changes in the parasite and can be reproduced in vitro by, for example, acidification of the extracellular medium. Despite the many data described in the literature, the process is not yet fully understood. The participation of NO in signal transduction during amastigogenesis, suggested by unpublished data from our group, as well as the cAMP-dependent signaling pathway, were the focus of the present study. The induction of amastigogenesis was obtained by incubating trypomastigotes in acidified culture medium (pH 6.0) and the studied parameters compared with control parasites (culture medium, pH 7.4). We studied the variation in the profile of cyclic nucleotides (cAMP, cGMP), kinases (PKA, MAPK-ERK1 / 2), phosphatase (PP2A), as well as the profile of phosphorylated, S-nitrosylated and nitrated proteins up to 6 h. onset of amastigogenesis. The process was divided into early (up to 60 minutes) and late (around 3-4 hours), characterized by an increase in amastigote forms in the late stage. There was an approximately 17-fold increase in cAMP level in the first 15 minutes of amastigogenesis (pH 6.0 medium), followed by a slight increase in phosphorylated PKA level, most evident in the late stage (360 minutes). As for the phosphorylated catalytic subunit of MAPK (active), there is an apparent decrease in the phosphorylation level in the early phase (30 minutes) and increase in the late stage (120 minutes) of the amastigogenesis process. As for the general protein phosphorylation profile, there is a decrease in phosphorylation around 30 minutes, followed by an increase in phosphorylation of proteins (approximately 5 and 100 kDa), but overall, no major changes were observed in this profile with the methodology used. As for modifications by NO and its derivatives, modifications were observed by S-nitrosylation and protein nitration, besides the increase of cGMP around 60 minutes. Although these modifications modulate the biological activity of a wide range of proteins, their biological role has not been explored. In summary, our results point to a variation in phosphorylation, S-nitrosylation and nitration profile of proteins, as well as an increase in cAMP and cGMP along the amastigogenesis process, implicating kinases / phosphatases and nitric oxide dependent signaling pathways in this differentiation

O metabolismo energético mitocondrial e a síndrome da fadiga crônica: uma scoping review / The mitochondrial energy metabolism and chronic fatigue syndrome: a scoping review

Nessa dissertação foi realizada uma scoping review com objetivo de buscar na literatura o que existe, até o presente momento, para explicar a relação entre o metabolismo mitocondrial com a síndrome da fadiga crônica (SFC). A SFC se apresenta de forma diferente para cada indivíduo, o que torna complexo seu entendimento, uma vez que não foram identificados biomarcadores específicos para auxiliar em um diagnóstico definitivo que favoreça uma intervenção adequada e tratamentos mais eficazes. Diferentes mecanismos biológicos são estudados, sendo que alterações no metabolismo mitocondrial têm sido foco de pesquisas recentes. Tais alterações podem ser a causa de fadiga severa e estudos sobre SFC mostraram que entre os principais indicadores da disfunção mitocondrial, envolvidos com a menor produção de ATP, está o comprometimento das vias de fosforilação oxidativa. O método utilizado nessa revisão, scoping review, é utilizado para investigar conceitos-chave subjacentes a uma nova área de pesquisa, bem como esclarecer definições de trabalhos, analisando o título e resumo de artigos para seleciona-los. Como critérios de inclusão ficaram determinados: (1) estudos clínicos que registram pacientes adultos (>= 18 anos de idade); (2) mostram uma relação entre questões do metabolismo e bioenergética mitocondrial com síndrome da fadiga crônica; (3) são escritos em português, inglês ou espanhol; (4) artigos publicados nos últimos 10 anos. E de exclusão: (1) utilizaram modelos animai; (2) relatos de casos, editoriais, cartas, revisões de literatura, resumos e dissertações de reuniões; (3) literatura cinzenta. Entre os descritores comuns, utilizados para realizar a busca nas bases de dados estão: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. O estudo foi guiado pela seguinte questão: ""Alterações no metabolismo energético mitocondrial estão relacionados com a origem e prevalência da síndrome da fadiga crônica?". Após utilizar a estratégia de busca, específica para cada uma das quatro bases de dados (PubMed, EMBASE, SCOPUS e Web of Science), foram encontrados 228 artigos, os quais foram exportados para o software Rayyan QCRI e removidos aqueles que se encontravam em duplicata. Este software permitiu que dois revisores executassem, de forma independente, a leitura dos títulos e resumos de 150 artigos e 27 foram selecionados para a leitura na íntegra, por atenderem aos critérios supracitados. Dentre esses últimos, apenas 10 relatavam alterações no metabolismo mitocondrial relacionadas à SFC. As alterações compreendem modificações nas vias de transporte mitocondrial e na cadeia respiratória; mutações no DNA mitocondrial e, até mesmo, disfunções energéticas em células do sistema imune, como as natural-killer. Foram encontrados dados de pesquisas em diversas áreas clínicas, tais como: cardiologia, oncologia e distúrbios musculares, os quais podem colaborar para trazer luz às causas biológicas dessa síndrome. Desta forma, tornou-se ainda mais evidente a conexão entre distúrbios na bioenergética mitocondrial, como uma menor capacidade de transporte de oxigênio por meio das vias de transporte, ou até mesmo, a insuficiência mitocondrial para produção de ATP, com a SFC. De acordo com os estudos que compuseram a amostra final desta revisão (n=10), o metabolismo mitocondrial e suas principais atividades, como a produção e transporte de ATP, são um alvo potencial para auxiliar na compreensão de incógnitas existentes sobre a SFC. Esses resultados são promissores para a enfermagem, sobretudo na área da ciência dos sintomas, com impacto na qualidade de vida e no manejo personalizado de sintomas em diferentes condições crônicas, especialmente na SFC

In this dissertation a scoping review was carried out with the objective of searching in the literature what exists to date to explain the relationship between mitochondrial metabolism and chronic fatigue syndrome (CFS). SFC presents itself differently for each individual, which makes complex their understanding, since no specific biomarkers were identified to aid in a definitive diagnosis that favors an appropriate intervention and more effective treatments. Different biological mechanisms are studied, and changes in mitochondrial metabolism have been the focus of recent research. Such alterations may be the cause of severe fatigue and studies on CFS have shown that among the main indicators of mitochondrial dysfunction, involved in the lower production of ATP, is the involvement of oxidative phosphorylation pathways. The method used in this review, scoping review, is used to investigate key concepts underlying a new research area, as well as clarifying definitions of papers, analyzing the title and abstract articles to select them. As inclusion criteria were determined: (1) clinical studies that register adult patients (>= 18 years of age); (2) show a relationship between metabolism and bioenergetic mitochondrial issues with chronic fatigue syndrome; (3) written in Portuguese, English or Spanish; (4) articles published in the last 10 years. The exclusion criteria: (1) used animal models; (2) case reports, editorials, letters, literature reviews, abstracts and dissertations; (3) gray literature. Among the common descriptors used to perform the search in the databases are: mitochondria OR mitochondrial, fatigue, bioenergy OR bioenergetic OR energy metabolism. The study was guided by the following question: "" Changes in mitochondrial energy metabolism are related to the origin and prevalence of chronic fatigue syndrome? ". After using the search strategy, specific to each of the four databases (PubMed, EMBASE, SCOPUS and Web of Science), 228 articles were found, which were exported to the Rayyan QCRI software and removed from those that were in duplicate. This software allowed two reviewers to independently perform the reading of the titles and abstracts of 150 articles and 27 were selected for reading in full, because they meet the aforementioned criteria. Among the latter, only 10 reported changes in mitochondrial metabolism related to CFS. The changes comprise modifications in mitochondrial transport pathways and respiratory chain; mutations in mitochondrial DNA, and even energy dysfunctions in cells of the immune system, such as natural killer. Research data have been found in several clinical areas, such as: cardiology, oncology and muscular disorders, which can collaborate to bring light to the biological causes of this syndrome. Thus, the connection between disturbances in mitochondrial bioenergetics, such as reduced oxygen transport capacity, or even mitochondrial insufficiency for ATP production, with CFS became even more evident. According to the studies that compose the final sample of this review (n = 10), mitochondrial metabolism and its main activities, such as the production and transport of ATP, are a potential target to aid in the understanding of existing unknowns about CFS. These results are promising for nursing, especially in the area of symptom science, with an impact on quality of life and personalized management of symptoms in different chronic conditions, especially CFS

Verificación de los valores de referencia del estudio del semen según OMS 2010 en Buenos Aires / Verification of reference values for semen analysis according to WHO 2010 in Buenos Aires / Verificação dos valores de referência da análise do sêmen de acordo com a OMS 2010 em Buenos Aires

La Organización Mundial de la Salud en su edición 2010 ha publicado valores de referencia para los parámetros seminales. Sin embargo, los laboratorios deben verificarlos en su población para transferirlos a su práctica clínica. Para cumplimentar este requerimiento se propuso verificar los intervalos de referencia OMS 2010 en la población de la provincia y Ciudad Autónoma de Buenos Aires. También se determinó el rango de resultados para: número total de espermatozoides móviles progresivos y morfología normal en el eyaculado, parámetros cinéticos y pruebas funcionales. El proceso de verificación fue llevado a cabo de acuerdo a la guía C28-A2 CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute). Mediante difusión se convocó a hombres (n:20) argentinos residentes en Buenos Aires, con fertilidad probada en los últimos 12 meses. Se excluyeron individuos con patología andrológica. Las muestras se procesaron de acuerdo con los criterios OMS 2010. De los resultados se establece que los intervalos de referencia publicados en la última versión han sido verificados, con excepción del volumen seminal. Los rangos de valores obtenidos para los parámetros de movilidad progresiva y morfología en número totales, como también de los parámetros cinéticos y de las pruebas funcionales contribuirán a establecer futuros valores de referencia.

WHO 2010 provided reference values for semen analysis; however clinical laboratories should verify them in healthy fertile males. In order to be able to transfer this reference interval to our unit, it was proposed to examine the available data in the Buenos Aires population. The range of data obtained in this population was also provided for the following: total number of progressively motile and morphologically normal spermatozoa in the ejaculate,nematic parameter values and functional tests, in an attempt to establish standardization in these parameters. The process of reference value verification was carried out according to C28-A2 CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute) guidelines; to that aim, twenty men born in Argentina who reside in Buenos Aires province or city were recruited to participate. They were of proven fertility in the last 12 months. Individuals with pathologies by andrological consultation were excluded. Samples were processed according to 2010 WHO. In Buenos Aires City, WHO reference values were confirmed whereas semen volume was not confirmed. The range of values for total progressive and morphologically normal spermatozoa as well as kinetic parameter values, enrichment by swim up and functional test results were established for the male fertile population studied in an attempt to contribute to the construction of future reference values.

Organização Mundial da Saúde, em sua edição de 2010, tem publicado valores de referência para os parâmetros seminais. No entanto, os laboratórios devem verificá-los em sua população para serem transferidos a sua prática clínica. Para cumprir com esse requisito, decidiu-se verificar os intervalos de referência da OMS 2010, na população da província e da cidade de Buenos Aires. Também foram definidos intervalos de resultados para o número total de espermatozoides móveis progressivos e para a morfologia normal no ejaculado, os parâmetros cinéticos e os testes funcionáis. O processo de verificação foi realizado de acordo com o guia CLSI C28 A2 (Clinical and Laboratory Standards Institute). Por meio de uma convocação, (N 20) homens argentinos residentes em Buenos Aires, com comprovada fertilidade nos últimos 12 meses foram convidados. Indivíduos com patologia andrológica foram excluídos. As amostras foram processadas de acordo com os critérios da OMS de 2010. A partir dos resultados estabeleceu-se que os intervalos de referência publicados na versão mais recente foram verificados, com exceção do volume seminal. Os intervalos de valores obtidos para os parâmetros de motilidade progressiva e morfologia em número total, bem como os parâmetros cinéticos e os dos testes funcionais ajudarão a estabelecer valores de referência futura.

Obesity does not Lead to Imbalance Between Myocardial Phospholamban Phosphorylation and Dephosphorylation / Obesidade não Acarreta Desequilíbrio entre Fosforilação e Desfosforilação da Fosfolambam Miocárdica

Background: The activation of the beta-adrenergic system promotes G protein stimulation that, via cyclic adenosine monophosphate (cAMP), alters the structure of protein kinase A (PKA) and leads to phospholamban (PLB) phosphorylation. This protein participates in the system that controls intracellular calcium in muscle cells, and it is the primary regulator of sarcoplasmic reticulum calcium pump activity. In obesity, the beta-adrenergic system is activated by the influence of increased leptin, therefore, resulting in higher myocardial phospholamban phosphorylation via cAMP-PKA. Objective: To investigate the involvement of proteins which regulate the degree of PLB phosphorylation due to beta-adrenergic activation in obesity. In the present study, we hypothesized that there is an imbalance between phospholamban phosphorylation and dephosphorylation, with prevalence of protein phosphorylation. Methods: Male Wistar rats were randomly distributed into two groups: control (n = 14), fed with normocaloric diet; and obese (n = 13), fed with a cycle of four unsaturated high-fat diets. Obesity was determined by the adiposity index, and protein expressions of phosphatase 1 (PP-1), PKA, PLB, phosphorylated phospholamban at serine16 (PPLB-Ser16) were assessed by Western blot. Results: Obesity caused glucose intolerance, hyperinsulinemia, hypertriglyceridemia, hyperleptinemia and did not alter the protein expression of PKA, PP-1, PLB, PPLB-Ser16. Conclusion: Obesity does not promote an imbalance between myocardial PLB phosphorylation and dephosphorylation via beta-adrenergic system. .

Fundamento: A ativação do sistema beta-adrenérgico promove a estimulação da proteína G, que, via adenosina monofosfato cíclico (AMPc), altera a estrutura da proteina quinase A (PKA) e acarreta a fosforilação da fosfolambam (PLB). Essa proteína participa do sistema envolvido no controle de cálcio intracelular, em células musculares, sendo a principal reguladora da atividade da bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático. Na obesidade ocorre ativação do sistema beta-adrenérgico por influência do aumento da leptina, acarretando, consequentemente, maior fosforilação da fosfolambam miocárdica, via AMPc-PKA. Objetivo: Investigar, na obesidade, o envolvimento das proteínas que regulam o grau de fosforilação do PLB decorrente da ativação beta-adrenérgica. A hipótese do estudo é que há desequilíbrio entre a fosforilação e a desfosforilação da fosfolambam, com predomínio da fosforilação da proteína. Métodos: Ratos Wistar machos foram randomizados e distribuídos em dois grupos: controle (n = 14), alimentado com dieta normocalórica, e obeso (n = 13), com um ciclo de quatro dietas hiperlipídicas insaturadas. A obesidade foi determinada pelo índice de adiposidade, e as expressões proteicas de fosfatase 1 (PP-1), PKA, PLB, fosfolambam fosforilado na serina 16 (pPLB-ser16) foram realizadas por Western Blot. Resultados: A obesidade acarretou intolerância à glicose, hiperinsulinemia, hipertrigliceridemia, hiperleptinemia e não alterou a expressão proteica de PKA, PP-1, PLB, pPLB-ser16. Conclusão: A obesidade não promove desequilíbrio entre a fosforilação e a desfosforilação, via beta-adrenérgica, do PLB miocárdico. .

Efecto del aceite esencial de Eucalyptus citriodora sobre el metabolismo energético mitocondrial / Essential oil Eucalyptus citriodora effect on mitochondrial energy metabolism / Efeito do óleo essencial de Eucalyptus citriodora sobre o metabolismo energético mitocondrial

Con el fin de contribuir al conocimiento de su actividad a nivel celular, se evaluó el mecanismo de acción del aceite esencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre la bioenergética mitocondrial, su efecto sobre la velocidad de consumo de oxígeno de mitocondrias energizadas (estados 3 y 4) y su coeficiente de control respiratorio (CCR). Además, se analizó la actividad de los complejos de la cadena respiratoria usando técnicas espectrofotométricas. Los resultados obtenidos indican que el aceite esencial de E. citriodora aumenta la velocidad del consumo de oxígeno en los estados 3 y 4, disminuye el CCR, desacopla la fosforilación oxidativa, aumenta la actividad de la citocromo c oxidasa y aumenta la actividad ATPasa en mitocondrias íntegras, a partir de la concentración de 10 µg/mL. Estos resultados sugieren que el aceite esencial o sus metabolitos afectan el funcionamiento normal del transporte de electrones de la cadena respiratoria y la síntesis de ATP.

In order to contribute to the knowledge of its activity at the cellular level, the mechanism of action of the essential oil of Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) on mitochondrial bioenergetics, the rate of oxygen consumption of energized mitochondria (states was assessed 3 and 4), and respiratory control ratio (CCR) were evaluated. The activity of the respiratory chain complexes was analyzed using spectrophotometric techniques. The results indicate that the essential oil of E. citriodora increases the rate of oxygen consumption in states 3 and 4, reduces the CCR, uncouples oxidative phosphorylation, increases the activity of cytochrome c oxidase, and increases the ATPase activity in mitochondria intact at concentrations ≥ 10 mg/mL. These results suggest that the essential oil or its metabolites affect the normal operation of the electron transport in the respiratory chain and ATP synthesis.

Com o fim de contribuir ao conhecimento da sua atividade a nível celular, foi avaliado o mecanismo de ação do óleo essencial de Eucalyptus citriodora (Fam. Myrtaceae) sobre a bioenergética mitocondrial, o efeito sobre a taxa de consumo de oxigênio de mitocôndrias energizadas (estados 3 e 4) e o coeficiente de controle respiratório (CCR). Usando técnicas espectrofotométricas, foi analisada a atividade dos complexos da cadeia respiratória. Os resultados obtidos indicam que o óleo essencial de E. citriodora aumenta a velocidade do consumo de oxigênio nos estados 3 e 4, reduz o CCR, desacopla a fosforilação oxidativa, aumenta a atividade da citocromo c oxidase e aumenta a atividade ATPase em mitocôndrias intatas, a partir da concentração de 10 µg / mL. Estes resultados sugerem que o óleo essencial ou seus metabolitos afetam o funcionamento normal do transporte de elétrons na cadeia respiratória e na síntese de ATP.

Interação parasita-célula hospedeira: modificação de proteínas de Tripanosoma cruzi durante adesão à matriz extracelular / Parasite-host cell interaction: modifications of Trypanosoma cruzi proteins during the adhesion to extracelular matrix

A doença de Chagas foi incialmente descrita em 1090 e após mais de 100 anos de investigações sobre essa doença, ainda pouco se sabe sobre os mecanismos ativados no parasita durante sua adesão e invasão à célula hospedeira. Glicoproteínas de massa molecular de 85kDa localizadas na membrana do parasita foram identificadas como principais elementos responsáveis pela interação com o hospedeiro. Essas proteínas também são capazes de se ligar a elementos da matriz extracelular (ECM) da célula hospedeira e esse evento parece ser crucial para modulação da adesão e invasão do parasita e consequente avanço da infecção. Embora diferentes elementos tenham sido identificados no hospedeiro como componentes da via de resposta a adesão ao parasita, as modificações induzidas pela sua ligação ao hospedeiro é ainda pouco conhecida. Modificações pós-traducionais de proteínas, incluindo a fosforilação, têm sido utilizadas por diferentes organismos na transdução de sinais extracelulares. Dessa forma, a identificação de proteínas diferencialmente fosforiladas durante a adesão de tripomastigotas de T. cruzi a ECM, fibronectina e laminina foi o objetivo dessa tese. Tripomastigotas foram incubados com ECM, fibronectina-, laminina- ou BSA- previamente aderidos em placas de cultura de células. Em seguida, os parasitas foram coletados e suas proteínas extraídas e separadas por 2D-PAGE. Os géis de eletroforese foram corados com Pro-Q Diamond (para identifiicação de proteínas fosforiladas) e posteriormente com coomassie colloidal (identificação de proteínas totais). Os spots com diferença significativa na coloração com Pro-Q Diamond (p< 0,05) foram identificados por LC-MS/MS. 54 spots foram diferencialmente fosforilados durante a adesão dos parasitas a ECM, dos quais 39 sofreram um aumento da intensidade de fosforilação e 15 uma redução. Já dos 43 spots diferencialmente fosforilados durante incubação com laminina, 16 aumentaram a fosforilação enquanto 27 sofreram redução da intensidade de fosforilação. Por fim, após incubação com fibronectina, dos 50 spots selecionados, 15 spots sofreram aumento da intensidade de fosforilação e 35 sofreram redução. Após identificação dos spots, as modificações por fosforilação/desfosforilação de proteínas de função desconhecida (hypothetical proteins), proteínas do citoesqueleto, proteínas do choque térmico (HSPs) e proteínas componentes do proteassomo do parasita foram as mais evidentes. A validação por immonoblotting de algumas proteínas identificadas indicou que a desfosforilação de proteínas do citoesqueleto junto com a fosforilação de proteínas do choque térmico são os principais eventos durante a resposta do parasita a adesão a ECM e a seus elementos. Além disso, a desfosforilação de ERK 1/2 observada indicou uma inativação dessa proteína em parasitas aderidos a fibronectina e laminina. Os resultados obtidos nessa tese sugerem uma provável relação entre modificações de proteínas do citoesqueleto e HSPs com a capacidade de internalização dos parasitas na célula hospedeira

The Chagas disease was firstly described in 1909. After more than 100 years of investigation about this sickness much less is known about the mechanism triggered in the parasite during the adhesion and invasion to the host cell. 85kDa glycoproteins were identified as the major element responsible for the attachment to the host. In addition, these proteins are able to binding to extracellular matrix elements and host cytoskeletal proteins and it event appears to be an essential step in host cell invasion by T. cruzi. Although downstream signal modifications have been studied in host cells upon parasite binding, the molecular changes induced on the parasite by ligand binding are largely unknown. Since post-translational modification of proteins by phosphorylation is one of the most important mechanisms employed by organisms to transduce external signals, identification of proteins modified upon adhesion of T. cruzi trypomastigotes to ECM, laminin and fibronectin of the host cell was pursued. Trypomastigotes (Y strain) were incubated with ECM, laminin-, fibronectin- or BSA-coated surfaces, followed by 2D-PAGE stained with Pro-Q Diamond (phosphorylated protein detection) followed by colloidal coomassie stain (total protein identification). Proteins with significant differences in Pro-Q Diamond stain (p<0.05) were identified by LC-MS/MS. 54 spots were differentially phosphorylated during parasite adhesion to ECM, in which 39 spots have increased their phosphorylation level and 15 have decreased their phosphorylation. From the 43 spots presenting modification to the phosphorylation on incubation with laminin, 16 corresponded to cases of increase of phosphorylation and 27 to cases of dephosphorylation. After incubation with fibronectin: from the 50 spots selected, 15 corresponded to increase of phosphorylation and 35 to dephosphorylation. The results show phosphorylation/dephosphorylation modifications of unknown proteins, parasite cytoskeletal proteins (alpha and beta tubulin and paraflagellar-rod proteins), heat shock proteins and proteasome proteins. The validation by immunoblotting of proteins and their phosphorylation intensities indicates that cytoskeletal protein dephosphorylation in addition to heat shock proteins phosphorylation are the most important event during the trypomastigotes adhesion to the ECM. Looking for downstream signaling, dephosphorylation of ERK1/2 was also shown in trypomastigotes adhered to fibronectin or laminin, suggesting its inactivation. Thereby, those results suggest a possible correlation between cytoskeletal proteins and HSPs modification and the ability of parasite to internalize into host cells

Identificação de resíduos de treonina e tirosina importantes na regulação da atividade do receptor P2X4 humano através de mutagênese sítio-dirigida / Identification of threonine and tyrosine residues important for human P2X4 receptor activity by site-directed mutagenesis

O receptor P2X4 (canal iônico controlado por adenosina-5'-trifosfato-ATP) está amplamente distribuído no sistema nervoso central e, após sua ativação, pode regular os níveis de cálcio intracelulares via permeação direta e por ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes. Tem sido proposto que a atividade do receptor pode ser importante na plasticidade sináptica. Tendo em vista a importância do receptor P2X4, sobretudo na fisiologia do sistema nervoso central, é útil caracterizá-lo farmacologicamente e entender os mecanismos moleculares que regulam sua atividade. Examinamos o papel que resíduos específicos N- e C-terminais desempenham na atividade do receptor P2X4 humano, combinando técnicas de biologia molecular, bioquímica e patch-clamp em células de rim de embrião humano (células HEK-293T). Células HEK-293T expressando o receptor P2X4 wild-type apresentaram correntes iônicas, cujas amplitudes dependeram da concentração de ATP, fornecendo um valor de EC50 de 1,37 ± 0,21 µM. Os receptores mutantes E14A e D16A exibiram respostas ao ATP equiparáveis àquelas do receptor selvagem, ao passo que os mutantes Y15A e T17A não foram funcionais, apesar de serem expressos na membrana plasmática das células. A inibição de tirosina fosfatases por pervanadato diminuiu fortemente correntes induzidas por ATP. Subsequente análise de citometria de fluxo na presença de um anticorpo contra resíduos de fosfotirosina indicaram que, entre as células que expressam o receptor P2X4, a percentagem de células fosfo-tirosina-positivas é a mesma para os mutantes Y372A (86 ± 10%) e Y378A (79 ± 6.9%), mas substancialmente menor para os mutantes Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) e Y372F (31 ± 1.7%), quando comparados com células que expressam o receptor wild-type (76 ± 5.6%). Resultados semelhantes foram obtidos quando quantificamos a expressão relativa de proteínas fosforiladas em resíduos de tirosina e expressamos através dos valores de intensidade de fluorescência média. Ensaios de western-blot revelaram que mesmo o mutante T17A é fosforilado em resíduos de treonina, sugerindo que o receptor P2X4 contém outros sítios de fosforilação. Entretanto, nenhum sinal de fosfotirosina foi detectado no receptor wild-type e nos mutantes, em que resíduos de tirosina foram substituídos por alanina ou fenilalanina. Não parece ser o resíduo Y15 o alvo de tal fosforilação, cabendo a ele um papel estrutural mais importante. Nossos dados também sugerem que a fosforilação em resíduos de tirosina de proteínas intermediárias regula a atividade do receptor P2X4

The human P2X4 receptor (ATP-gated ion channel) is widely distributed in the CNS and, after activation, participates in regulation of levels of intracellular calcium through direct permeation and activation of voltage-dependent calcium channels with well-defined functions including synaptic plasticity. Given the importance of the P2X4 receptor, especially in CNS physiology, we investigated the role that specific N- and C-termini residues play in human P2X4 receptor activity, by combining techniques of molecular biology, biochemistry and patch-clamping in human embryonic kidney cells (HEK-293T cells). HEK-293T cells expressing the wild-type P2X4 receptor showed ionic currents whose amplitudes depended on the ATP concentration, providing an EC50 value of 1.37 ± 0.21 mM. E14A and D16A receptor mutants exhibited responses to ATP comparable to those ones of wild-type receptor, whereas Y15A and T17A mutants were not functional, despite being expressed in the plasma membrane of cells. The inhibition of tyrosine phosphatases by pervanadate decreased strongly ATP-induced currents. Subsequent flow cytometry analysis in the presence of an antibody against phosphotyrosine residues indicated that, among the cells that express the P2X4 receptor, the percentage of phosphotyrosine-positive cells was the same for Y372A (86 ± 10%) and Y378A (79 ± 6.9%) mutants, however, substantially lower for Y15A (35 ± 12%), Y367A (48 ± 6.4%) and Y372F (31 ± 1.7%) mutants when compared with cells expressing the wild-type receptor (76 ± 5.6%). Similar results were obtained by quantifying the relative expression of phosphotyrosine proteins. Western blot assays revealed that even the T17A mutant was phosphorylated at threonine residues, suggesting that the human P2X4 receptor also contains further phosphorylation sites. However, no phosphotyrosine-antibody signal was detected in the wild-type receptor and mutants in which tyrosine residues were replaced by alanine or phenylalanine. The residue Y15 is supposedly not the target of such phosphorylation, despite its important structural role. However, the present work indicates that tyrosine phosphorylation of intermediate signaling proteins regulates P2X4 receptor activity

Análise do gene CDKN1B/p27kip1 em pacientes com neoplasia endócrina múltipla tipo 2 / CDKN1B/p27kip1 gene analysis in patients with multiple endolcrine neopasia type 2 (MEN2)

INTRODUÇÃO: Na Neoplasia Endócrina Múltipla tipo 2 (NEM2), o desenvolvimento do Carcinoma Medular de Tireoide (CMT), Feocromocitoma (FEO) e Hiperparatireoidismo primário (HPT) está associado à mutações germinativas ativadoras no proto-oncogene RET. Casos de CMT esporádico podem apresentar mutações somáticas no RET (~40%). A variabilidade fenotípica observada em casos de CMT e FEO familiais associados à NEM2 indica o envolvimento de eventos genéticos adicionais que seriam responsáveis pelas diferenças clínicas observadas nos indivíduos afetados (idade de desenvolvimento, progressão e agressividade do tumor). Outras alterações genéticas no RET como duplas mutações, SNPs e haplótipos específicos podem influenciar na susceptibilidade, agressividade e modulação do fenótipo NEM2. Entretanto, os estudos de outros genes envolvidos no processo da tumorigênese NEM2 ainda estão em andamento. Recentemente foi mostrado que RET ativado controla a expressão de proteínas inibidoras do ciclo celular (p18 e p27). Mutações germinativas no gene p27 foram recentemente associadas à susceptibilidade de tumores neuroendócrinos e estão associadas à síndrome NEM4 (Neoplasia endócrina múltipla tipo 4). Mutações somáticas, inativadoras de p27, são raramente encontradas em vários tipos de tumores. Entretanto, diversos estudos documentaram que a redução na expressão e a sublocalização citoplamática de p27 são controladas por alterações pós-transducionais e/ou epigenéticas. OBJETIVOS: o estudo teve como objetivos avaliar a participação de genes, recentemente associados ao RET ativado, em tumores de pacientes com NEM2 e também verificar se polimorfismos no gene p27 estariam atuando como moduladores de fenótipo em uma grande família com NEM2. CASUÍTICA: foram analisadas 66 amostras tumorais advindas de 36 pacientes com diagnóstico clínico e genético de NEM2 e 28 indivíduos pertencentes a uma grande família com NEM2A-CMTF e mutação C620R no gene RET. MÉTODOS:...

INTRODUCTION: In Multiple Endocrine Neoplasia type 2 (MEN2) the development of medullary thyroid carcinoma (MTC), pheochromocytoma (PHEO) and primary hyperparathyroidism (HPT) are associated with activating germline mutations in RET proto-oncogene. Cases of sporadic MTC may have somatic RET mutations (~ 40%). The phenotypic variability observed in cases with familial MTC/MEN2 and PHEO/MEN2 indicates the probable involvement of additional genetic events that could be responsible for the clinical differences observed in the affected individuals (age development, progression and aggressiveness of the tumor). Other genetic alterations such as RET double mutations, SNPs and specific haplotypes may influence susceptibility, aggressiveness and MEN2 phenotype modulation. However, studies of other genes involved in the tumorigenesis of MEN2 are still in progress. Recently, it was shown that the activated RET controls the expression of cell cycle inhibitory proteins (p18 and p27). Germline mutations in the p27 gene have recently been associated with the susceptibility to neuroendocrine tumors and are associated with the MEN4 syndrome (Multiple endocrine neoplasia type 4). Somatic inactivating mutations p27 are rarely found in many types of tumors. However, several studies have documented that reduced expression and subcellular location of p27 is controlled by post-transductional changes and/or epigenetic factors. OBJECTIVES: This study aimed to evaluate the role of genes recently associated with RET activated in tumors from MEN2 patients and also check whether polymorphisms in the p27 gene would be acting as modulators of phenotype in a large MEN2 family. PATIENTS: We analyzed 66 tumor samples from 36 patients with clinical and genetic diagnosis of MEN2 and from 28 individuals belonging to a large family with FMTC/MEN2A and RET C620R mutation. METHODS: The analyses of somatic p27, p15, p18 and RET...

Purificação e caracterização da VDAC de mitocôndrias corticais aviares: identificação de modificações pós-traducionais nas porinas neuronais murinas e aviares / Purification and characterization of avian cortical mitochondrial VDAC: identification of post-translational modifications of rat and avian neuronal porins

A VDAC é uma porina presente na MME cuja função é crucial no metabolismo energético, sobrevivência e morte celular. A caracterização da VDAC torna-se importante para a compreensão das inter-relações da mitocôndria com os diferentes componentes citosólicos, tais como a HK. A ligação HK-VDAC favorece a utilização do ATP intramitocondrial em células neuronais, a HK cerebral pode interagir de formas diferentes com a VDAC, o que resulta em diferentes sítios de ligação (sítios A e B). Os variados papéis metabólicos das isoformas da VDAC podem ser explicados pela presença de alterações pós-traducionais. No presente trabalho purificamos a VDAC1 mitocondrial neuronal proveniente de cérebro aviar. Paralelamente, comprovamos que a presença de múltiplas formas das VDACs 1 e 2 em cérebros murino e aviar, seja devida à presença de modificações pós-traducionais, nomeadamente a fosforilação. A proteína isolada apresentou peso molecular de 30KDa. Quando submetida à eletroforese e posteriormente à coloração para a identificação de fosfoproteínas, a mesma mostrou-se desfosforilada. O conhecimento da presença, ou ausência de fosforilação das VDACs, reside na importância de estabelecer-se as bases moleculares ligadas à existência de sítios A e B nas mitocôndrias neuronais.

VDAC (voltage-dependent anion channel) is a pore forming protein from outer mitochondrial membrane. It has key functions on energetic metabolism, and cell death and survival. VDAC characterization is important for understanding mitochondrial interactions with cytosolic proteins, such as hexokinase (HK). HK-VDAC interaction supports preferential access to intramitochondrial ATP in neural cells. Brain HK interacts in different ways with VDAC. It results in two HK binding sites (A and B). VDAC isoforms differential metabolic roles may be explained by the presence of post-translational modifications. In this study we purified avian neuronal mitochondrial VDAC1. At same time we showed that VDACs 1 and 2 pI heterogeneity in rat and avian brains is due to phosphorylation. Purified VDAC had a molecular weight of 30 KDa. The purified VDAC submitted to phosphorylated protein staining on gel, was dephosphorylated. The knowledge of presence or absence of VDAC phosphorylation is important for understanding the molecular nature basis of A and B HK binding sites in brain mitochondria.

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes / A icterícia obstrutiva induz depressão precoce da respiração mitocondrial em hepatócitos de ratos

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.