Simultaneous quantification of lycopene, β-carotene, retinol and α -tocopherol in plasma after a simple extraction procedure: stability study and application to human volunteers

A method for the simultaneous quantification of lycopene, &#946;-carotene, retinol and &#945;-tocopherol by high-performance liquid chromatography (HPLC) with Vis/fluorescence detection with isocratic elution was optimized and validated. The method consists of a rapid and simple liquid-liquid extraction procedure and a posterior quantification of extracted supernatants by HPLC. Aliquots of plasma were stored at -20°C for three months for stability study. The methodology was applied to samples from painters and individuals not exposed to paints (n = 75). The assay was linear for all vitamins (r &gt; 0.99). Intra- and inter-run precisions were obtained with coefficient of variation smaller than 5%. The accuracies ranged from 0.29 to -5.80% and recoveries between 92.73 and 101.97%. Plasma samples and extracted supernatants were stable for 60 days at -20°C. A significant decrease of lycopene, &#946;-carotene and retinol concentrations in plasma from exposed individuals compared to non-exposed individuals (p < 0.05) was observed. The method is simple, reproducible, precise, accurate and sensitive, and can be routinely utilized in clinical laboratories

The relationships between exogenous and endogenous antioxidants with the lipid profile and oxidative damage in hemodialysis patients

Background: We sought to investigate the relationships among the plasma levels of carotenoids, tocopherols, endogenous antioxidants, oxidative damage and lipid profiles and their possible effects on the cardiovascular risk associated with hemodialysis (HD) patients. Methods: The study groups were divided into HD and healthy subjects. Plasma carotenoid, tocopherol and malondialdehyde (MDA) levels, as well as erythrocyte reduced glutathione (GSH), were measured by HPLC. Blood antioxidant enzymes, kidney function biomarkers and the lipid profiles were analyzed by spectrophotometric methods. Results: Plasma lycopene levels and blood glutathione peroxidase (GPx) activity were significantly decreased in HD patients compared with healthy subjects. Total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol (LDL-c), creatinine, urea, MDA, GSH, superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) were significantly increased in HD (p < 0.05). Lycopene levels were correlated with MDA (r = -0.50; p < 0.01), LDL-c (r = -0.38; p = 0.01) levels, the LDL-c/HDL-c index (r = -0.33; p = 0.03) and GPx activity (r = 0.30; p = 0.03). Regression models showed that lycopene levels were correlated with LDL-c (β estimated = -31.59; p = 0.04), while gender was correlated with the TC/HDL-c index and triglycerides. Age did not present a correlation with the parameters evaluated. GPx activity was negatively correlated with MDA levels and with the LDL-c/HDL-c and CT/HDL-c indexes. Conclusions: Lycopene may represent an additional factor that contributes to reduced lipid peroxidation and atherogenesis in hemodialysis patients

Human exposure to environmental xenobiotics and its interrelation with oxidative damages and cardiovascular function

Os efeitos adversos à saúde desencadeados pela exposição à poluição atmosférica estão sendo muito discutidos. Estudos têm mostrado associações entre a exposição a poluentes atmosféricos, especialmente ao material particulado, e doenças cardiovasculares. Estas partículas, por sua vez, possuem diversas substâncias tóxicas adsorvidas, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e metais. O metabólito urinário 1-hidroxipireno tem sido utilizado como um biomarcador para avaliar a exposição aos HPAs presentes no ambiente urbano originados pela emissão veicular. Neste trabalho, foi avaliada a exposição ocupacional aos xenobióticos ambientais e sua inter-relação com a inflamação/aterosclerose e danos oxidativos. Os grupos de estudo deste trabalho foram constituídos por taxistas da cidade de Porto Alegre e indivíduos com atividades administrativas (controles). Neste sentido, a exposição ocupacional aos poluentes ambientais foi avaliada através da quantificação dos biomarcadores de exposição e efeito. Além disso, foram quantificados os níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab e a medida da espessura das camadas íntima e média das carótidas (EIMC) pelo exame de ultrassom. Adicionalmente, metais foram quantificados tanto no material particulado como no sangue dos participantes deste estudo. Em relação ao material particulado 2,5 μm foi observada uma concentração média de 12.4 ± 6.9 μg m-3. No capítulo I, verificou-se que os níveis de 1-hidroxipireno estavam aumentados nos taxistas em comparação ao grupo controle (p<0,05). Os mediadores inflamatórios, a peroxidação lipídica, a oxidação de proteínas, bem como os níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab também estavam aumentados (p<0,05) e as atividades das enzimas catalase, glutationa peroxidase e glutationa S-transferase estavam diminuídas nos taxistas quando comparadas ao grupo controle (p<0,05). O 1-hidroxipireno foi positivamente associado com os biomarcadores inflamatórios (IL-1β, IL-6 e TNF-α) e negativamente associado com as enzimas antioxidantes (catalase e glutationa S-transferase) (p<0,05). No capítulo II, os resultados demonstraram que os taxistas com comorbidades apresentaram maiores níveis de EIMC em comparação aos taxistas sem comorbidades, porém considerando apenas os taxistas sem comorbidades, 15% apresentaram EIMC acima dos valores de referência. Além disso, observou-se associações positivas entre os níveis de 1-hidroxipireno com Hcy e EIMC (p<0,05). No capítulo III, foi avaliado os níveis sanguíneos dos metais tóxicos e essenciais, bem como sua potencial influência sobre o processo inflamatório, status oxidativo e a função renal. Verificou-se que as concentrações sanguíneas de Hg, As, Pb e Cd estavam aumentadas, enquanto que os níveis de Se, Cu e Zn estavam diminuídos nos taxistas quando comparadas ao grupo controle (p<0,05). Adicionalmente, os níveis de Hg, As e Pb apresentaram associações positivas com as citocinas, Hcy e com o tempo de exposição ocupacional e negativamente com a glutationa peroxidase. Em conjunto, os dados desta tese indicam que os taxistas expostos ocupacionalmente aos poluentes ambientais apresentam elevados níveis de mediadores inflamatórios, danos oxidativos lipídico e proteico, diminuição das enzimas antioxidantes e alteração nos níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab. Os resultados indicam que os taxistas apresentam uma maior exposição aos HPAs, comparados aos controles, sendo que esta exposição foi associada diretamente com a inflamação e aterosclerose. Os níveis de Hg, As e Pb também foram associados com inflamação e aterosclerose, porém outras fontes de exposição ambiental a estes xenobióticos precisam ser investigadas. Os taxistas avaliados estão mais propensos a apresentar doenças crônicas, como aterosclerose, relacionadas as múltiplas interações da exposição ocupacional e ambiental à poluição atmosférica. Diante dos resultados, este trabalho demonstrou o papel da poluição contribuindo com a inflamação/aterosclerose que representam importantes preditores para eventos cardiovasculares.The adverse effects in human health caused by the exposure to air pollutants have been receiving much discussion. Studies have shown an association between exposure to environmental pollutants, especially to airborne particulate matter, and cardiovascular events. These particles contain various chemical compounds adsorbed to their surfaces, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and metals. Urinary metabolite 1-hydroxypyrene is a biomarker used to assess exposure to PAHs in the urban environment generated by vehicular emission. The present study aimed to evaluate the occupational exposure to environmental xenobiotics and its relationship with inflammation/atherosclerosis and oxidative damage. The study population was comprised of taxi drivers and office workers (controls) resident in the city of Porto Alegre. The occupational exposure to environmental pollutants was assessed through the measurement of biomarkers of exposure and effect. In addition, we also analyzed the levels of Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab and the measurement of carotid intima-media thickness (CIMT) by ultrasound imaging. Additionally, metals were measured in particulate matter and blood samples. In relation to the 2.5 μm particulate matter (PM2.5), we found a mean concentration of 12.4 ± 6.9 μg m-3. In the first chapter, we demonstrated that 1-hydroxypyrene levels were increased in taxi drivers compared to the control group (p<0.05). The inflammatory mediators, lipid peroxidation, protein oxidation as well as Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab levels were also increased (p<0.05) and catalase, glutathione peroxidase and glutathione S-transferase activities were decreased in taxi drivers (p<0.05). 1-Hydroxypyrene levels were positively associated to inflammatory biomarkers (IL-1β, IL-6 and TNF-α) and were negatively associated to antioxidants enzymes (catalase and glutathione S-transferase) (p<0.05). In the chapter II, our results showed that taxi drivers with co-morbidities had higher CIMT levels compared to taxi drivers without co-morbidities; however, considering only taxi drivers without co-morbidities, 15% showed CIMT above the reference values. Moreover, we found that 1-hydroxypyrene levels were positively associated to Hcy and CIMT (p<0.05). In chapter III, we evaluated toxic and essential blood metals and their potential influence on the inflammatory process, oxidative status and renal function. We observed that the levels of Hg, As Pb and Cd in blood were increased and Se, Cu and Zn levels were diminished in taxi drivers compared to the control group (p<0.05). Additionally, Hg, As and Pb levels showed positive associations to cytokines, Hcy and years of work, and negative associations to glutathione peroxidase. Taken together, all data from this thesis indicate that taxi drivers occupationally exposed to environmental pollutants showed elevation of inflammatory mediators, lipid and protein oxidative damages, decreased antioxidant enzymes and enhanced Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab levels. PAH exposure was higher in taxi drivers compared to controls, and was directly associated to inflammation and atherosclerosis. Hg, As and Pb levels were also associated to inflammation and atherosclerosis, but other sources of environmental exposure to these xenobiotics need to be investigated. Taxi drivers were more susceptible to the development of chronic diseases, such as atherosclerosis, which were related to the multiple interactions of environmental and occupational exposure to air pollution. In summary, this study demonstrated the role of air pollution in contributing to the induction of inflammation/atherosclerosis in taxi drivers, representing important predictors for cardiovascular events

Human exposure to environmental xenobiotics and its interrelation with oxidative damages and cardiovascular function

Os efeitos adversos à saúde desencadeados pela exposição à poluição atmosférica estão sendo muito discutidos. Estudos têm mostrado associações entre a exposição a poluentes atmosféricos, especialmente ao material particulado, e doenças cardiovasculares. Estas partículas, por sua vez, possuem diversas substâncias tóxicas adsorvidas, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) e metais. O metabólito urinário 1-hidroxipireno tem sido utilizado como um biomarcador para avaliar a exposição aos HPAs presentes no ambiente urbano originados pela emissão veicular. Neste trabalho, foi avaliada a exposição ocupacional aos xenobióticos ambientais e sua inter-relação com a inflamação/aterosclerose e danos oxidativos. Os grupos de estudo deste trabalho foram constituídos por taxistas da cidade de Porto Alegre e indivíduos com atividades administrativas (controles). Neste sentido, a exposição ocupacional aos poluentes ambientais foi avaliada através da quantificação dos biomarcadores de exposição e efeito. Além disso, foram quantificados os níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab e a medida da espessura das camadas íntima e média das carótidas (EIMC) pelo exame de ultrassom. Adicionalmente, metais foram quantificados tanto no material particulado como no sangue dos participantes deste estudo. Em relação ao material particulado 2,5 μm foi observada uma concentração média de 12.4 ± 6.9 μg m-3. No capítulo I, verificou-se que os níveis de 1-hidroxipireno estavam aumentados nos taxistas em comparação ao grupo controle (p<0,05). Os mediadores inflamatórios, a peroxidação lipídica, a oxidação de proteínas, bem como os níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab também estavam aumentados (p<0,05) e as atividades das enzimas catalase, glutationa peroxidase e glutationa S-transferase estavam diminuídas nos taxistas quando comparadas ao grupo controle (p<0,05). O 1-hidroxipireno foi positivamente associado com os biomarcadores inflamatórios (IL-1β, IL-6 e TNF-α) e negativamente associado com as enzimas antioxidantes (catalase e glutationa S-transferase) (p<0,05). No capítulo II, os resultados demonstraram que os taxistas com comorbidades apresentaram maiores níveis de EIMC em comparação aos taxistas sem comorbidades, porém considerando apenas os taxistas sem comorbidades, 15% apresentaram EIMC acima dos valores de referência. Além disso, observou-se associações positivas entre os níveis de 1-hidroxipireno com Hcy e EIMC (p<0,05). No capítulo III, foi avaliado os níveis sanguíneos dos metais tóxicos e essenciais, bem como sua potencial influência sobre o processo inflamatório, status oxidativo e a função renal. Verificou-se que as concentrações sanguíneas de Hg, As, Pb e Cd estavam aumentadas, enquanto que os níveis de Se, Cu e Zn estavam diminuídos nos taxistas quando comparadas ao grupo controle (p<0,05). Adicionalmente, os níveis de Hg, As e Pb apresentaram associações positivas com as citocinas, Hcy e com o tempo de exposição ocupacional e negativamente com a glutationa peroxidase. Em conjunto, os dados desta tese indicam que os taxistas expostos ocupacionalmente aos poluentes ambientais apresentam elevados níveis de mediadores inflamatórios, danos oxidativos lipídico e proteico, diminuição das enzimas antioxidantes e alteração nos níveis de Hcy, ox-LDL e ox-LDL-Ab. Os resultados indicam que os taxistas apresentam uma maior exposição aos HPAs, comparados aos controles, sendo que esta exposição foi associada diretamente com a inflamação e aterosclerose. Os níveis de Hg, As e Pb também foram associados com inflamação e aterosclerose, porém outras fontes de exposição ambiental a estes xenobióticos precisam ser investigadas. Os taxistas avaliados estão mais propensos a apresentar doenças crônicas, como aterosclerose, relacionadas as múltiplas interações da exposição ocupacional e ambiental à poluição atmosférica. Diante dos resultados, este trabalho demonstrou o papel da poluição contribuindo com a inflamação/aterosclerose que representam importantes preditores para eventos cardiovasculares.The adverse effects in human health caused by the exposure to air pollutants have been receiving much discussion. Studies have shown an association between exposure to environmental pollutants, especially to airborne particulate matter, and cardiovascular events. These particles contain various chemical compounds adsorbed to their surfaces, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and metals. Urinary metabolite 1-hydroxypyrene is a biomarker used to assess exposure to PAHs in the urban environment generated by vehicular emission. The present study aimed to evaluate the occupational exposure to environmental xenobiotics and its relationship with inflammation/atherosclerosis and oxidative damage. The study population was comprised of taxi drivers and office workers (controls) resident in the city of Porto Alegre. The occupational exposure to environmental pollutants was assessed through the measurement of biomarkers of exposure and effect. In addition, we also analyzed the levels of Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab and the measurement of carotid intima-media thickness (CIMT) by ultrasound imaging. Additionally, metals were measured in particulate matter and blood samples. In relation to the 2.5 μm particulate matter (PM2.5), we found a mean concentration of 12.4 ± 6.9 μg m-3. In the first chapter, we demonstrated that 1-hydroxypyrene levels were increased in taxi drivers compared to the control group (p<0.05). The inflammatory mediators, lipid peroxidation, protein oxidation as well as Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab levels were also increased (p<0.05) and catalase, glutathione peroxidase and glutathione S-transferase activities were decreased in taxi drivers (p<0.05). 1-Hydroxypyrene levels were positively associated to inflammatory biomarkers (IL-1β, IL-6 and TNF-α) and were negatively associated to antioxidants enzymes (catalase and glutathione S-transferase) (p<0.05). In the chapter II, our results showed that taxi drivers with co-morbidities had higher CIMT levels compared to taxi drivers without co-morbidities; however, considering only taxi drivers without co-morbidities, 15% showed CIMT above the reference values. Moreover, we found that 1-hydroxypyrene levels were positively associated to Hcy and CIMT (p<0.05). In chapter III, we evaluated toxic and essential blood metals and their potential influence on the inflammatory process, oxidative status and renal function. We observed that the levels of Hg, As Pb and Cd in blood were increased and Se, Cu and Zn levels were diminished in taxi drivers compared to the control group (p<0.05). Additionally, Hg, As and Pb levels showed positive associations to cytokines, Hcy and years of work, and negative associations to glutathione peroxidase. Taken together, all data from this thesis indicate that taxi drivers occupationally exposed to environmental pollutants showed elevation of inflammatory mediators, lipid and protein oxidative damages, decreased antioxidant enzymes and enhanced Hcy, ox-LDL and ox-LDL-Ab levels. PAH exposure was higher in taxi drivers compared to controls, and was directly associated to inflammation and atherosclerosis. Hg, As and Pb levels were also associated to inflammation and atherosclerosis, but other sources of environmental exposure to these xenobiotics need to be investigated. Taxi drivers were more susceptible to the development of chronic diseases, such as atherosclerosis, which were related to the multiple interactions of environmental and occupational exposure to air pollution. In summary, this study demonstrated the role of air pollution in contributing to the induction of inflammation/atherosclerosis in taxi drivers, representing important predictors for cardiovascular events

Avaliação de fibrinogênio, tempo de tromboplastina parcial e tempo de protrombina em pacientes com infarto agudo do miocárdio

Este trabalho procurou ressaltar a importância de parâmetros laboratoriais como marcadores de risco no infarto agudo do miocárdio (IAM). O IAM é um dos maiores problemas de saúde pública no mundo, sendo que dois terços dos pacientes que buscam atendimento emergencial não têm causa cardíaca, não havendo necessidade de hospitalização. Concentrações de fibrinogênio medidas durante a fase aguda do IAM foram associadas a morte cardiovascular ou novo evento de IAM. A incidência de eventos foi maior em homens na faixa etária de 44 a 75 anos e nas mulheres entre 56 a 90 anos. Aproximadamente 73% dos pacientes apresentavam história familiar de doença arterial coronariana (DAC), 66% fumavam, 63% apresentavam hipertensão e a maioria era sedentária. Foi observado que nos dias frios ou com temperaturas extremas houve maior número de infartados. Para as concentrações de fibrinogênio (Fbr), tempo de protrombina (TP), troponina (TROP), creatinoquinase (CK), fração MB da creatinoquinase (CK-MB) e contagem de leucócitos, a média dos resultados obtidos apresentou diferença significativa entre os grupos. No entanto, para tempo parcial de tromboplastina ativada (TTPa), colesterol total, lipoproteína de alta densidade (HDL), lipoproteína de baixa densidade (LDL) e triglicérides, as médias observadas não apresentaram diferença significativa entre o grupo controle e infartados. Neste trabalho foi possível demonstrar uma tendência de aumento crescente da concentração de fibrinogênio nos pacientes, que se mostrou adequada como um dos marcadores laboratoriais para IAM

Simultaneous quantification of lycopene, B-carotene, retinol and alfa-tocopherol in plasma after a simple extraction procedure : stability study and application to human volunteers

Um método para quantificação simultânea de licopeno, β-caroteno, retinol e α-tocoferol por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção no visível/fluorescente e eluição isocrática foi otimizado e validado. O método consiste de extração líquido-líquido rápida e simples e posterior quantificação do sobrenadante extraído por HPLC. Alíquotas de plasma foram estocadas a –20°C por três meses para estudo da estabilidade. Aplicação metodológica foi realizada em amostras fornecidas por pintores e indivíduos não expostos a tintas (n = 75). O ensaio foi linear para todas as vitaminas analisadas (r > 0,99). Precisões intradia e interdia apresentaram coeficiente de variação (CV) menor que 5%. Exatidões variaram de 0,29 a –5,80% e recuperações entre 92,73 e 101,97%. Amostras de plasma e sobrenadante extraído foram estáveis por até 60 dias a –20°C. Foi demonstrada uma diminuição significativa nas concentrações de licopeno, β-caroteno e retinol em indivíduos expostos quando comparados com os não-expostos (p 0.99). Intra- and inter-run precisions were obtained with coefficient of variation smaller than 5%. The accuracies ranged from 0.29 to –5.80% and recoveries between 92.73 and 101.97%. Plasma samples and extracted supernatants were stable for 60 days at –20°C. A significant decrease of lycopene, β-carotene and retinol concentrations in plasma from exposed individuals compared to non-exposed individuals (p < 0.05) was observed. The method is simple, reproducible, precise, accurate and sensitive, and can be routinely utilized in clinical laboratories

Caenorhabditis elegans as an alternative in vivo model to determine oral uptake, nanotoxicity, and efficacy of melatonin-loaded lipid-core nanocapsules on paraquat damage

Caenorhabditis elegans is an alternative in vivo model that is being successfully used to assess the pharmacological and toxic effects of drugs. The exponential growth of nanotechnology requires the use of alternative in vivo models to assess the toxic effects of theses nanomaterials. The use of polymeric nanocapsules has shown promising results for drug delivery. Moreover, these formulations have not been used in cases of intoxication, such as in treatment of paraquat (PQ) poisoning. Thus, the use of drugs with properties improved by nanotechnology is a promising approach to overcome the toxic effects of PQ. This research aimed to evaluate the absorption of rhodamine B-labeled melatonin (Mel)-loaded lipid-core nanocapsules (LNC) by C. elegans, the application of this model in nanotoxicology, and the protection of Mel-LNC against PQ damage. The formulations were prepared by self-assembly and characterized by particle sizing, zeta potential, drug content, and encapsulation efficiency. The results demonstrated that the formulations had narrow size distributions. Rhodamine B-labeled Mel-LNC were orally absorbed and distributed in the worms. The toxicity assessment of LNC showed a lethal dose 50% near the highest dose tested, indicating low toxicity of the nanocapsules. Moreover, pretreatment with Mel-LNC significantly increased the survival rate, reduced the reactive oxygen species, and maintained the development in C. elegans exposed to PQ compared to those worms that were either untreated or pretreated with free Mel. These results demonstrated for the first time the uptake and distribution of Mel-LNC by a nematode, and indicate that while LNC is not toxic, Mel-LNC prevents the effects of PQ poisoning. Thus, C. elegans may be an interesting alternative model to test the nanocapsules toxicity and efficacy