LDL: from metabolic syndrome to instability of the atherosclerotic plaque

The dyslipidemia of the metabolic syndrome (MS) confers an elevated cardiovascular risk and is characterized by increased concentrations of triglycerides, decreased HDL-cholesterol and qualitative alterations in LDL which renders it more atherogenic, like the small dense LDL. Modified forms of LDL (mLDL) have been detected in vivo in the plasma and atherosclerotic plaques. A minor fraction of the total LDL has an electronegative charge and is represented by a heterogenic subpopulation of particles [LDL(-)], with higher potential to induce endothelial injury. It could be derived from oxidation, glication or other processes that alter its chemical composition and is increased in diabetic, hypercholesterolemic subjects, and in those with established coronary artery disease. mLDL are internalized by macrophages through scavenger receptors, originating foam cells and inducing an immune-inflammatory reaction. In the atherosclerotic process, the action of mLDL continues until plaque rupture and thrombogenesis, when it promotes apoptosis in endothelial and smooth muscle cells, and activates matrix metalloproteinases, weaken the fibrous cap, and further enhance the inflammatory process that ends in the thrombus formation. Development of new laboratory methods is necessary to enhance the clinical applicability of mLDL and the predictive power of the conventional lipid profile and other cardiovascular risk factors of the MS.A dislipidemia da síndrome metabólica (SM) confere elevado risco cardiovascular e caracteriza-se por aumento dos triglicérides, diminuição da HDL e alterações qualitativas da LDL, tornando-a mais aterogênica, como a LDL pequena e densa. LDLs modificadas (LDLm) foram detectadas in vivo no plasma e em placas ateroscleróticas. Uma pequena porcentagem do total de LDLs plasmáticas apresenta maior carga negativa na superfície [LDL(-)], sendo uma sub-população heterogênea de partículas com maior poder de agressão ao endotélio. Origina-se da oxidação, glicação ou outros processos que alteram sua composição química, estando aumentada em indivíduos diabéticos, hipercolesterolêmicos e naqueles com doença isquêmica cardíaca. A LDLm, ao ser fagocitada pelo receptor scavenger do macrófago, transforma-o numa célula espumosa e inicia uma reação imune-inflamatória. A participação da LDLm no processo aterogênico continua até a ruptura da placa e trombogênese, quando ela induz apoptose em células endoteliais e musculares lisas, aumenta a produção de metaloproteinases que digerem a matriz, fragilizando a cápsula, e exacerba a inflamação que concorre para o desenvolvimento do trombo. O aprimoramento dos ensaios laboratoriais para a LDLm permitirá maior aplicabilidade clínica, melhorando o poder preditivo de eventos cardiovasculares em relação ao perfil lipídico convencional e demais fatores de risco presentes na SM.UNIFESP-EPMUSP Faculdade de Ciências FarmacêuticasUSP Faculdade de Saúde Pública Departamento de NutriçãoUNIFESP, EPMSciEL

Muto Sanji, A Pioneer of Japanese Industrial Familism

AMP-activated protein kinase (AMPK) maintains energy homeostasis by suppressing cellular ATP-consuming processes and activating catabolic, ATP-producing pathways such as fatty acid oxidation (FAO). The transcription factor peroxisome proliferator-activated receptor δ (PPARδ) also affects fatty acid metabolism, stimulating the expression of genes involved in FAO. To question the interplay of AMPK and PPARδ in human macrophages we transduced primary human macrophages with lentiviral particles encoding for the constitutively active AMPKα1 catalytic subunit, followed by microarray expression analysis after treatment with the PPARδ agonist GW501516. Microarray analysis showed that co-activation of AMPK and PPARδ increased expression of FAO genes, which were validated by quantitative PCR. Induction of these FAO-associated genes was also observed upon infecting macrophages with an adenovirus coding for AMPKγ1 regulatory subunit carrying an activating R70Q mutation. The pharmacological AMPK activator A-769662 increased expression of several FAO genes in a PPARδ- and AMPK-dependent manner. Although GW501516 significantly increased FAO and reduced the triglyceride amount in very low density lipoproteins (VLDL)-loaded foam cells, AMPK activation failed to potentiate this effect, suggesting that increased expression of fatty acid catabolic genes alone may be not sufficient to prevent macrophage lipid overload

Evaluation of plasmatic and urinary concentrations of purified soy isoflavones

Com atividade antioxidante e estrogênica, isoflavonas de soja têm sido associadas à diminuição do risco de câncer e doenças cardiovasculares. Assim, buscou-se nesse trabalho a padronização de um método de extração de isoflavonas a partir do melaço de soja e avaliar a respectiva concentração plasmática e urinária após o consumo deste extrato, em coelhos. As isoflavonas foram extraídas em etanol 90% e purificadas em uma coluna de extração em fase sólida C18, obtendo-se rendimento de 81%. O extrato purificado foi adicionado à dieta dos animais (5 mg de isoflavonas/kg de peso corporal/dia), que foram observados por período experimental de 6 meses. A concentração das isoflavonas (genisteína e daidzeína) dos extratos, da ração, do plasma e da urina foi determinada por CLAE. A concentração média de isoflavonas no plasma foi de 4 mM e a excreção urinária foi de 22 mmoles/24 horas. A purificação das isoflavonas a partir do melaço de soja resultou em preparação adequada para estudos experimentais.Soy isoflavones show antioxidant and estrogenic effects and have been related to decreased risk of cancer and cardiovascular diseases. The goal of the present study was to standardize the extraction of isoflavones from soy molasses and to evaluate the plasmatic and urinary concentrations of isoflavones in rabbits after consumption of extracted isoflavones. Isoflavones were extracted with 90% ethanol and purified with a C18 column. The extraction yield was 81%. The purified isoflavone extract was added to the chow (5 mg isoflavone/ kg body weight/ day) used for feeding rabbits during 6 months. The concentration of isoflavones (genistein and daidzein) in the extracts, chow, blood plasma and urine was determined by high performance liquid chromotagraphy. The mean concentration of isoflavones in blood plasma was 4 mM and the urinary excretion was 22 µmol/24 h. The extraction of isoflavones from soy molasses resulted in a suitable preparation for experimental studies

HSF-1, HIF-1and HSP90 expression on recombinant Pichia pastoris under fed-batch fermentation

Pichia pastoris is a methylotrophic yeast used as an efficient expression system for heterologous protein production as compared to other expression systems. Considering that every cell must respond to environmental changes to survive and differentiate, determination of endogenous protein related to heat stress responses and hypoxia, it would necessary to establish the temperature and methanol concentration conditions for optimal growth. The aim of this study is characterize the culture conditions through the putative biomarkers in different conditions of temperature and methanol concentration. Three yeast cultures were performed: 3X = 3% methanol -10 °C, 4X = 3% methanol -30 °C, and 5X = 1% methanol -10 °C. The expression level of HIF-1α, HSF-1, HSP-70 and HSP-90 biomarkers were measured by Western blot and in situ detection was performed by immunocytochemistry. The western blot results of HIF-1α and HSP-90 did not indicate statistically significant in the culture conditions studied. Respect to biomarkers location, HIF-1α and HSP-90 presented differences between cultures. In conclusion, the results suggest the cultures in a hypoxic condition produce a high density and yeast cells smaller. Beside the high density would not necessary related with a high production of recombinant proteins in modified-genetically P. pastoris

GQ-16, a novel peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR ) ligand, promotes insulin sensitization without weight gain

ABSTRACTBackground: PPAR agonists improve insulin sensitivity but also evoke weight gain. Results: GQ-16 is a PPAR partial agonist that blocks receptor phosphorylation by Cdk5 and improves insulin sensitivity in diabetic mice in the absence of weight gain. Conclusion: The unique binding mode of GQ-16 appears to be responsible for the compound’s advantageous pharmacological profile. Significance: Similar compounds could have promise as anti-diabetic therapeutics

Role of reactive oxygen species in schizophrenia and manic-depressive psychosis

Os mecanismos bioquímicos envolvidos na maioria das doenças psiquiátricas ainda não estão esclarecidos. Estudos recentes têm sugerido a participação de espécies ativas de oxigênio em diversas patologias. Baseados em informações pre liminares da literatura, propusemo-nos a investigar o possível envolvimento de radicais de oxigênio e enzimas antioxidantes na esquizofrenia e psicose maníaco-depressiva. A análise das atividades eritrocitárias da superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GSH-Px) nestes pacientes mostrou níveis significativamente elevados de SOD (cerca de 1,5 vezes) em relação aos indivíduos normais. A comparação das atividades enzimáticas, em pacientes esquizofrênicos tratados e não-tratados com neurolépticos, tais como clorpromazina, haloperidol e prometazina, mostrou que o aumento da atividade de SOD não e dependente da farmacoterapia. O efeito da medicação sobre os níveis de atividade da SOD e GSH-Px foi avaliado em estudos-modelo com ratos, constatando-se que o tratamento agudo com clorpromazina e Li2C03 não alterou a atividade destas enzimas em eritrócitos, fígado ou cérebro. O tratamento crônico com clorpromazina resultou em uma diminuição significativa na atividade de SOD eritrocitária e da SOD total dos hemisférios cerebrais e cerebelo Um modelo para a geração de \"stress oxidativo\" cerebral foi proposto administrando-se a neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-0HDA) no cérebro de ratos por via intraventricular. Com este modelo estudou-se a indução de SOD pela 6-hidroxidopamina, a nível cerebral e eritrocitário, observando-se aumento significante da atividade de SOD nos dois tecidos. O tratamento prévio com clorpromazina não modificou o efeito da 6-0HDA sobre a atividade da SOD sugerindo que o tratamento com neurolépticos não exclui a ocorrência de um \"stress oxidativo\" no cérebro embora tenha atuado como inibidor de peroxidação lipídica em estudos-modelo. A indução de lipoperoxidação por 6-OHDA em meio aerado tamponado foi demostrada em lipossomos multilamelares de lecitina de ovo, constatando-se inibição do processo pela clorpromazina. Analisando-se o efeito de SOD, catalase e sequestradores de radical hidroxila sobre a velocidade de peroxidase, constatou-se que este radical é o provável agente iniciador do processo. Pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica usando captador de spin demonstrou-se a formação de radical hidroxila durante a autoxidação de 6-0HDA em pH fisiológico. Postulou-se que os efeitos lesivos da 6-0HDA possam ser devidos em parte à peroxidação lipídica induzida pelo radical hidroxila, gerado na autoxidação de 6-0HDA no cérebro. A formação de 6-OHDA, \"in vivo\", é um tema controverso na literatura. Tentou-se detectar a formação de cromatografia liquida de alta pressão, em homogenatos do corpo estriado de ratos tratados com inibidores da monoamino oxidase e da catecol-O-metil transferase e com D-anfetamina. Este tratamento foi realizado com o objetivo de simular uma condição onde ocorre uma hiperatividade dopaminérgica, como é proposto na esquizofrenia. Nossos resultados mostraram a formação de uma substância com o mesmo tempo de retenção da 6-OHDA, que, no entanto, não foi identificada como 6-OHDA. Sugere-se que esta substância possa ser outro produto hidroxilado da dopamina, tal como a 5-hidroxidopamina. O modelo experimental sugerido neste trabalho foi adequado para estudar a indução de \"stress oxidativo\" cerebral e deverá ser utilizado em estudos futuros, enfocando a indução de lesões a nível de barreira hemotoencefálica por espécies ativas de oxigênio, geradas por produtos da hidroxilados da dopamina. A formação exacerbada de espécies ativas de oxigênio por substratos endógenos autoxidáveis tais como derivados hidroxilados da dopamina, poderia provocar lesões em estruturas importantes do sistema nervoso central. O aumento da atividade eritrocitária de SOD, em pacientes psiquiátricos, pode ser interpretado como uma resposta da defesa do organismo contra os efeitos deletérios de espécies ativas de oxigênio, geradas no cérebro por estas substâncias endógenas, passiveis de romper a barreira hematoencefálica e atingir eritroblastos, a nível de medula óssea, onde poderiam induzir a síntese de SOD.The biochemical mechanisms underlying the psychiatric disorders still are to be elucidated. Recent studies have suggested the participation of active oxygen species in a number of normal and pathological processes, including mental diseases. We have then decided to investigate the role of oxyradicals and anti-oxidant enzymes in the cases of schizophrenia and manic-depressive psychosis. The erythrocytic activities of superoxide dismutase (SOD) and of glutathione peroxidase (GSH-Px) in blood obtained from schizophrenic and manic-depressive patients were shown to be 1.5 times higher than in normal individuals. Medication with neuroleptic agents such as chlorpromazine, holoperidol and promethazine did not affect the enzyme activities. In the case of manic-depression carriers, the trends for high anti-oxidant enzyme activities were also shown to be independent of lithium therapy. Model studies carried out with rats revealed that acute treatment with chlorpromazine and Li2C03 does not alter the enzyme activities in either blood, liver or brain. Chronic treatment with chlorpromazine led to significant decrease of erythrocytic SOD and total SOD in cerebral hemispheres and cerebelum. Oxidative stress in the brain of rats triggered by 6-hydroxydopamine (6-0HDA) - a well known neurotoxin is here described as a model aiming to shed some light to the present knowledge of the biochemical basis for those mental disorders. In fact, intraventricular administration of 6-0HDA to the brain of rats resulted in increased SOD levels of blood and brain tissues. Pre-treatment with chlorpromazine did not modify the SOD values, indicating that neuroleptic agents probably do not abolish the cerebral oxydative stress. In vitro studies showed that chlorpromazine does not affect the rate of 6-0HDA aerobic oxidation but inhibits the peroxidation of egg lechitin liposomes. That hydroxyl radicals generated during 6-0HDA autoxidation iniciates the lipoperoxidation is indicated by the observed inhibitory effect of added SOD, catalase and hydroxyl scavengers. Using EPR trapping techniques, hydroxyl radical formation during 6-0HDA autoxidation was confirmed. In vivo occurrence of 6-0HDA still remains a controverse fact in the literature. Using HPLC, we have tried to detect the accummulation of hydroxylated dopamines in homogenates prepared from the brain \"striatum\" of anphetamine-treated rats under concomitant treatment with monoamine oxidase and cathecol-O-methyltransferase inhibitors. Inject a component with approximately the same retention time as that of 6-0HDA was found in the chromatogram, perhaps the 5-0HDA. Based on those events we have tentatively proposed that active oxygen species produced by cerebral endogenous autoxidazable substracts such as 6-0HDA can indeed cause chemical lesions to important structures of the central nervous system, resulting neuro-psychiatria manifestations. In this study, we have interpreted the elevated erythrocytic SOD activities found in mental patients as a response against the deleterious effects of active oxygen species generated in the brain by such autoxidazable substracts which might cross the brain blood barrier, reach the erythroblasts and there induce the SOD biosynthesis