The relationship between thiol-disulfide balance and idiopathic sudden sensorineural hearing loss / Relação entre equilíbrio tiol-dissulfeto e perda auditiva neurossensorial súbita idiopática

Abstract Introduction: Impaired cochlear perfusion is a major etiological factor in idiopathic sudden sensorineural hearing loss. Oxidative stress has been shown to be a risk factor for oxidative damage. Objectives: We investigated the role of oxidative stress in idiopathic sudden sensorineural hearing loss by comparing serum levels of oxidant and antioxidant molecules including thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, stimulated thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, arylesterase, ceruloplasmin and myeloperoxidase in patients who did and did not recover after treatment. Methods: The amount of dynamic disulfide was calculated by determining half of the difference between the total thiols and native thiols. After the determination of native, total thiol, and disulfide amounts, the disulfide/total thiol percent ratio, native thiol/total thiol ratio and disulfide/native thiol percent ratio were calculated and then compared between the two groups. Additionally, clinical relationship between audiological recovery and native thiol, disulfide, disulfide/native thiol percent ratio, and disulfide/total thiol percent ratio levels was investigated. Blood samples were also analyzed for the assessment of thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, stimulated thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, arylesterase, ceruloplasmin, and myeloperoxidase levels. Results: A significant difference was found between the two groups with regard to total oxidant status disulfide, disulfide/native thiol percent ratio, disulfide/total thiol percent ratio, and native thiol/total thiol ratio levels (p = 0.001, p = 0.001, p = 0.001, p = 0.003, p = 0.001, p = 0.002, respectively). However, no significant difference was found between the two groups with regard to thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, stimulated thiol/disulfide homeostasis paraoxonase, ceruloplasmin, and myeloperoxidase levels (p > 0.05 for all). Conclusion: The results supported the common hypothesis that vascular pathologies are the primary cause of idiopathic sudden sensorineural hearing loss and that other etiological factors ultimately result in vascular pathologies. The oxidant-antioxidant and thiol-disulfide balances were impaired in the idiopathic sudden sensorineural hearing loss group.

Resumo Introdução: A perfusão coclear prejudicada é um fator etiológico importante na perda auditiva neurossensorial súbita idiopática (PANSSI). O estresse oxidativo mostrou ser um fator de risco para danos oxidativos. Objetivos: Investigamos o papel do estresse oxidativo na PANSSI mediante a comparação dos níveis séricos de moléculas oxidantes e antioxidantes, inclusive homeostase de tiol/dissulfeto, paraoxonase, paraoxonase estimulada, arilesterase, ceruloplasmina e mieloperoxidase em pacientes com e sem recuperação após o tratamento. Método: A quantidade de dissulfeto dinâmico foi calculada mediante a determinação de metade da diferença entre os tiois totais e os tiois nativos. Após a determinação das quantidades de tiol nativo, tiol total e dissulfeto, as razões percentuais de dissulfeto/tiol total, tiol nativo/tioltotal e dissulfeto/tiol nativo foram calculadas e depois comparadas entre os dois grupos. Além disso, a relação clínica entre a recuperação audiológica e os níveis de tiol nativo, tiol nativo/tiol total, dissulfeto, dissulfeto/tiol nativo e dissulfeto/tiol total foi investigada. Amostras de sangue também foram analisadas para avaliar os níveis de paraoxonase, paraoxonase estimulada, arilesterase, ceruloplasmina e mieloperoxidase. Resultados: Uma diferença significante foi encontrada entre os dois grupos em relação ao estado oxidante total e aos níveis de dissulfeto, dissulfeto/tiol nativo, dissulfeto/tiol total, tiol nativo/tiol total (p = 0,001, p = 0,001, p = 0,001, p = 0,003, p = 0,001, p = 0,002, respectivamente). Porém, não foi encontrada diferença significante entre os dois grupos em relação aos níveis de paraoxonase, paraoxonase estimulada, ceruloplasmina e mieloperoxidade (p> 0,05 para todos). Conclusão: Os resultados apoiaram a hipótese comum de que as doenças vasculares são a principal causa de PANSSI e que, em última análise, outros fatores etiológicos resultam em doenças vasculares. Os equilíbrios de oxidante-antioxidante e tiol-dissulfeto estavam prejudicados no grupo PANSSI.

Níveis de Tiol Sérico e Homeostase Tiol/Dissulfeto em Pacientes com Doença Valvar Mitral Reumatismal e em Sujeitos Saudáveis / Serum Thiol Levels and Thiol/Disulfide Homeostasis in Patients with Rheumatic Mitral Valve Disease and Healthy Subjects

Resumo Fundamento A doença valvar mitral reumatismal (DVMR) é a apresentação mais comum das doenças cardíacas reumáticas (DCR). Os processos de inflamação e fibrose também têm papéis significativos em sua patogênese. Estudos recentes demonstram que os tióis e o tiol-dissulfeto são marcadores de stress oxidativo inéditos e promissores. Objetivos O objetivo deste estudo foi avaliar diferenças entre os níveis de tiol sérico e de tiol-dissulfeto em pacientes com DVMR e no grupo de controle. Métodos Noventa e dois pacientes com DVMR foram cadastrados no estudo. Cinquenta e quatro sujeitos saudáveis, e com correspondência de sexo e idade em relação ao grupo de estudo, também foram incluídos no estudo como um grupo de controle. Foram investigados os níveis de tiol nos pacientes com DVMR e o grupo de controle. Os p-valores menores que 0,05 foram considerados estatisticamente significativos. Resultados Os pacientes com DVMR apresentaram pressão sistólica da artéria pulmonar (PSAP) e níveis de diâmetro do átrio esquerdo (AE) mais altos que os do grupo de controle. Os níveis de tiol nativo (407±83 μmol/L vs. 297±65 μmol/L, p<0,001) e tiol total (442±82 μmol/L vs. 329±65 μmol/L, p<0,001) são mais altos no grupo de controle. Níveis de dissulfeto (16,7±4,9 μmol/L vs. 14,8±3,7 μmol/L, p=0,011) são mais altos no grupo de pacientes com DVMR. Foi identificada uma correlação positiva entre as razões dissulfeto/tiol nativo e dissulfeto/tiol total com PSAP, diâmetro de AE, e gravidade da EMi. A razão dissulfeto/tiol total é significativamente mais alta em pacientes com EMi grave que em pacientes com EMi leve a moderada. Conclusões Até onde se sabe, este é o único estudo que avaliou a homeostase tiol/dissulfeto como um preditor inédito, que está relacionado de forma mais próxima à DVMR e à gravidade da EMi.

Abstract Background Rheumatic mitral valve disease (RMVD) is the most common presentation of rheumatic heart disease (RHD). Inflammation and fibrosis processes also play significant roles in its pathogenesis. Recent studies showed that thiols and thiol-disulfide are promising novel oxidative stress markers. Objectives The present study aimed to evaluate differences in the serum thiol and thiol-disulfide levels in patients with RMVD and the control group. Methods Ninety-two patients with RMVD were enrolled in the study. Fifty-four healthy subjects, age, and gender-matched with the study group, were also included in the study as a control group. This study investigated thiol levels in patients with RMVD and the control group. P-values lower than 0.05 were considered statistically significant. Results The patients with RMVD presented higher systolic pulmonary artery pressure (SPAP) and left atrial (LA) diameter levels than the control group. Native thiol (407±83 μmol/L vs. 297±65 μmol/L, p<0.001) and total thiol (442±82 μmol/L vs. 329±65 μmol/L, p<0.001) levels were higher in the control group. Disulfide (16.7±4.9 μmol/L vs. 14.8±3.7 μmol/L, p=0.011) levels were higher in the group of patients with RMVD. A positive correlation was found between disulfide/native and disulfide/total thiols ratio with SPAP, LA diameter, and MS severity. Disulfide/total thiols ratio was significantly higher in patients with severe MS than with mild to moderate MS patients. Conclusions To the best of our knowledge, this is the only study of its kind that has evaluated thiol/disulfide homeostasis as a novel predictor, which was more closely related to RMVD and the severity of MS.

The effect of low dose ionizing radiation exposure on dynamic thiol-disulfide homeostasis and ischemia modified albumin levels: an observational study / Efeito da exposição à radiação ionizante de baixa dose na homeostase dinâmica de tiol-dissulfeto e níveis de albumina modificada por isquemia: estudo observacional

Abstract Background: The primary objective of this study was to investigate the effect of low dose ionizing radiation exposure on thiol/disulfide homeostasis and ischemia modified albumin levels. The secondary objective is to compare thiol/disulfide homeostasis and ischemia modified albumin levels among the personnel exposed to low dose ionizing radiation in anesthesia application areas, in and out of the operation room. Methods: The study included a total of 90 volunteers aged between 18 and 65 years old, with 45 personnel working in a setting with potential for radiation exposure (Exposed Group) and 45 personnel in a setting without radiation exposure (Control Group). Their native thiol, total thiol, disulphide, albumine and IMA levels were measured. Exposed group included personnel who were exposed to radiation outside the operating room - Operation room (−) Group and inside the operating room - Operation room (+) Group. Results: Albumin, native and total thiol levels were significantly lower in the participants exposed to radiation in the anesthesia application area; no statistically significant difference was found in terms of disulfide and ischemia modified albumin levels. In the Operation room (−) Group exposed to radiation, native thiol and total thiol values were significantly lower compared to the Operation room (+) Group. Conclusion: Awareness of being in danger of oxidative stress should be established in personnel exposed to radiation in the anesthesia application area following low dose ionizing radiation exposure, and the necessary measures should be taken.

Resumo Justificativa: O objetivo principal do estudo foi investigar o efeito de exposição à radiação ionizante de baixa dose nos níveis de homeostase tiol/dissulfeto e de albumina modificada por isquemia. O objetivo secundário foi comparar os níveis de homeostase tiol/dissulfeto e albumina modificada por isquemia entre indivíduos expostos à radiação ionizante de baixa dose nas áreas de procedimentos anestésicos, dentro e fora da sala de cirurgia. Método: O estudo incluiu um total de 90 voluntários com idades entre 18 e 65 anos, 45 profissionais que trabalhavam em ambiente de exposição potencial a radiação (Grupo Exposto) e 45 profissionais que trabalhavam em ambiente sem exposição à radiação (Grupo Controle). Foram medidos os níveis de tiol nativo, tiol total, dissulfeto, albumina e albumina modificada por isquemia. O Grupo Exposto era constituído por profissionais expostos a radiação fora da sala de cirurgia - Grupo sala de cirurgia (-) e na sala de cirurgia - Grupo sala de cirurgia (+). Resultados: Os níveis de albumina, tiol nativo e total foram significantemente mais baixos nos participantes expostos à radiação em área de realização de anestesia, e nenhuma diferença estatisticamente significante foi encontrada para os níveis de dissulfeto e albumina modificada por isquemia. No Grupo exposto sala de cirurgia (-), os valores de tiol nativo e tiol total foram significantemente mais baixos quando comparados ao Grupo sala de cirurgia (+). Conclusões: Os profissionais expostos à radiação em área de realização de anestesia devem ser conscientizados quanto ao perigo do estresse oxidativo após exposição à radiação ionizante de baixa dose e medidas cabíveis devem ser instituídas.

La homeostasis de tiol/disulfuro es un indicador del estrés oxidativo en los niños críticamente enfermos con sepsis / Thiol-disulphide homeostasis is an oxidative stress indicator in critically ill children with sepsis

Objetivo. Evaluar un novedoso marcador del estrés oxidativo (la homeostasis de tiol /disulfuro) en la sepsis pediátrica y determinar sus efectos sobre el pronóstico de esta afección. Métodos. En el estudio, se incluyeron pacientes con diagnóstico de sepsis y controles sanos. Se midieron las concentraciones de tiol total, tiol nativo, disulfuro, disulfuro /tiol total, disulfuro /tiol nativo y tiol nativo/tiol total en los grupos con sepsis y de referencia. Se compararon los parámetros entre los supervivientes y los no supervivientes del grupo con sepsis. Se midieron las concentraciones de hemoglobina, leucocitos, trombocitos, lactato y proteína C-reactiva en los pacientes con sepsis al momento del diagnóstico. Se utilizaron el puntaje de riesgo de mortalidad pediátrico (Pediatric Risk of Mortality, PRISM) y el puntaje de disfunción orgánica (Pediatric Logistic Organ Dysfunction, PELOD) para estimar la gravedad de la enfermedad. Resultados. En el grupo con sepsis se incluyó a 38 pacientes y en el de referencia, a 40 niños sanos. Las concentraciones plasmáticas de tiol en los pacientes con sepsis fueron significativamente inferiores que las del grupo de referencia (p < 0,001). Conclusión. La homeostasis de tiol/disulfuro fue anormal en los niños con sepsis en la unidad de cuidados intensivos pediátricos.

The aim of this study is to evaluate a novel oxidative stress marker (thiol-disulphide homeostasis) in paediatric sepsis and to determine their effects on the prognosis of sepsis. Patients diagnosed with sepsis (n= 38) and healthy controls (n= 40) were incorporated in the study. Total thiol, native thiol, disulphide, disulphide/total thiol, disulphide/native thiol, and native thiol /total thiol levels were measured in the sepsis and control groups. Additionally, the parameters were compared between survivors and non-survivors in the sepsis group. The levels of hemoglobin, white blood cell, platelet, lactate, and C-reactive protein were measured in patients with sepsis at diagnosis. The paediatric risk of mortality and paediatric logistic organ dysfunction scores of the patients were used to estimate the disease severity. The plasma thiol levels of the patients with sepsis were significantly lower than the control group (p < 0.001). This study showed that thiol/disulphide homeostasis is abnormal in children with sepsis in Paediatric Intensive Care Unit.

Avaliação do efeito do ácido docosahexaenoico e de seus hidroperóxidos na oligomerização de SOD1 em um modelo da doença esclerose lateral amiotrófica / Evaluation of the effect of docosahexaenoic acid and its hydroperoxides in oligomerization of SOD1 in a model of the disease amyotrophic lateral sclerosis

A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença progressiva e fatal causada pela degeneração seletiva dos neurônios motores do cérebro e medula. Dos casos familiares de ELA (fELA), 20% são causados por mutações pontuais no gene da sod1. O ácido docosahexaenoico (C22:6, n-3, DHA) é um ácido graxo altamente insaturado, sendo um dos principais ácidos graxos da massa cinzenta do cérebro. Estudos têm correlacionado mutações de SOD1 com a formação de agregados que poderiam ser induzidos por ácidos graxos insaturados. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos e mecanismos do DHA e de seus hidroperóxidos (DHAOOH) na agregação de SOD1 in vitro. As análises de dicroísmo circular (CD) mostraram mudanças na estrutura secundária de ambas as proteínas apo-SOD1WT e G93A promovidas pelo DHA, resultando em aumento de superfície hidrofóbica e formação de estruturas do tipo beta-amilóide, como mostrado pelos ensaios do bis- ANS e Tioflavina, respectivamente. Estas mudanças resultam na formação de agregados amorfos como observado por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Espécies de alto peso molecular foram observadas nas incubações do DHA com as formas apo da SOD1 por SDS-PAGE sob condições não redutoras e também por cromatografia de exclusão por tamanho. A formação dos agregados mostrou-se dependente de resíduos de Cys na sua forma desprotonada, visto que agregados não foram observados na presença de beta-mercaptoetanol e sua formação foi inibida na presença de bloqueador de tióis e em pH ácido. Além disso, análises por cromatografia de exclusão mostraram que a agregação é dependente da insaturação e conformação cis dos ácidos graxos. Comparativamente ao DHA, os hidroperóxidos do DHA tiveram um efeito menor na agregação de SOD1, porém revelaram a propriedade de induzir a dimerização covalente de SOD1. No geral, os dados mostram que o DHA induz a agregação de SOD1, através de um processo envolvendo a exposição de superfícies hidrofóbicas, formação de pontes dissulfeto e também de possíveis cross-links envolvendo reações do tipo "ene-tiol"

ALS is a progressive and fatal disease caused by selective degeneration of motor neurons in the brain and spinal cord. Twenty percent of familial ALS (fALS) cases are caused mainly by point mutations in the sod1 gene. Docosahexaenoic acid (C22:6, n-3, DHA) is a highly unsaturated fatty acid, wich is one of the main fatty acids in the cerebral gray matter. Studies have linked SOD1 mutations to the formation of aggregates that could be induced by unsaturated fatty acids. The aim of this study was to evaluate the effect of DHA on aggregation of SOD1 fALS mutants in vitro and its mechanisms. CD analysis shows changes in the secondary structure of both apo-SOD1WT and G93A promoted by DHA resulting in an increase in the surface hydrophobicity and formation of structures such as beta amyloid, which was also confirmed by bis-ANS assay and Thioflavin, respectively. These changes enhance the interaction of SOD1 and DHA, leading to amorphous aggregates as revealed by FESEM. Incubation of DHA with apo-SOD1 forms results in high-molecular weight species as detected by SDS-PAGE analyses under non-reducing conditions and also by size exclusion chromatography. This appears to require Cys residues in their thiolate forms because high aggregates are not observed under reducing conditions and also by size exclusion chromatography or at acidic pH. Also, size-exclusion chromatography indicates that the mutant apo-SOD1 aggregation is dependent on the unsaturation and cis-conformation of fatty acids. Compared to the DHA, DHAOOH had a minor effect on SOD1 aggregation, however revealed the ability to induce covalent dimerization of SOD1. Overall, the data suggest a mechanism of DHA aggregation, by a process involving exposure to hydrophobic surfaces, formation of disulfide bonds and also for possible cross-links involving reactions such "thiol-ene"