Perillyl alcohol has antibacterial effects and reduces ROS production in macrophages

Abstract Natural products have emerged as a rich source of bioactive compounds for adjunctive treatments of many infectious and inflammatory conditions, including periodontitis. Among the monoterpenes with significant biological properties, there is the perillyl alcohol (POH), which can be found in several essential oils and has shown immunomodulatory properties in recent studies, which may be interesting in the treatment of non-neoplastic inflammatory disorders. Objective To determine the antibacterial and immune modulatory activities of the POH. Methodology The minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC) of the POH for two significant Gram-negative periodontal pathogens were determined by macrodilution and subculture, respectively. Cell proliferation and cytotoxicity in RAW 264.7 macrophages were determined by Trypan Blue and mitochondrial enzymatic activity assay. The modulation of reactive oxygen species (ROS) was analyzed by flow cytometry and expression of TNF and arginase-1 by real-time PCR. Results The POH was effective against P. gingivalis (ATCC 33277) and F. nucleatum (ATCC 25586) with MIC= MBC=1600 μM. No cytotoxicity up to 100 µM was observed on macrophages. The cell proliferation was inhibited from 48 hours at 100 μM (p<0.05) and 250 μM (p<0.01). The POH increased ROS production at both 10 μM and 100 μM (p<0.05) in unstimulated cells. The PMA-induced ROS production was not affected by POH, whereas 100 μM significantly reduced lipopolysaccharide-induced (LPS-induced) ROS. The expression of TNF was not affected by POH in unstimulated cells or in cells polarized to M1 phenotype, whereas both concentrations of POH reduced (p<0.05) the expression of arginase-1 in M2-polarized macrophages. Conclusion The POH has antibacterial activity against periodontal pathogens and reduced proliferation of murine macrophages without significant cytotoxicity at concentrations up to 100 μM. In addition, the POH reduced the LPS-induced ROS and the expression of arginase-1 in M2-polarized macrophages.

Salivary arginase activity after mechanical-chemical therapy / Atividade de arginase salivar após tratamento mecânico-químico

Introduction: Salivary components can be used as biomarkers for diagnosing and monitoring oral diseases. There is evidence that one potential biomarker, arginase, is associated with the inflammatory processes of periodontal disease, and its enzymatic activity is reduced according to the improvement in the clinical parameters after treatment. Objective: The present study aimed to evaluate the salivary arginase activity in gingivitis and periodontitis patients treated with full-mouth mechanical procedures combined with the adjunctive use of essential oils or chlorhexidine mouthwash, respectively. Material and method: Twenty-six gingivitis and 16 periodontitis patients received complete periodontal examinations at the baseline and 3 months after therapy, in which the periodontal probing depth, clinical attachment loss, plaque index, and gingival index measurements were taken. At these same appointments, the salivary total protein level and salivary arginase activity were also established via spectrophotometry. Result: There were improvements in all of the clinical parameters (p < 0.05) evaluated from the baseline to 3 months in both groups. In addition, the salivary arginase activity and total protein levels were reduced after the gingivitis treatment. Conclusion: Similar to the clinical results, both therapeutic protocols positively affected the salivary arginase activity; however, further studies are necessary to clarify its potential as a salivary biomarker for periodontal monitoring.

Introdução: Componentes salivares podem ser usados como biomarcadores para diagnóstico e monitoramento de doenças orais. Há evidências de que um potencial biomarcador, arginase, está associado com os processos inflamatórios da doença periodontal, e após o tratamento sua atividade enzimática é reduzida em concordância com a melhora nos parâmetros clínicos. Objetivo: O presente estudo objetivou avaliar a atividade da arginase salivar em pacientes com gengivite e periodontite tratados com procedimentos mecânicos em estágio único combinados ao uso coadjuvante de enxaguatórios com óleos essenciais ou clorexidina, respectivamente. Material e método: Vinte e seis pacientes com gengivite e 16 pacientes com periodontite receberam exame periodontal completo antes e 3 meses após a terapia, em que mensurações de profundidade de sondagem, perda de inserção clínica, índice de placa e índice gengival foram realizadas. Nestas mesmas consultas os níveis de proteína total e a atividade de arginase salivar foram estabelecidos via espectrofotometria. Resultado: Todos os parâmetros clínicos melhoraram, em ambos os grupos, do exame inicial para o de 3 meses (p < 0,05). Adicionalmente, após tratamento para gengivite houve redução da atividade de arginase salivar e do nível de proteína total. Conclusão: Semelhante aos resultados clínicos, ambos os protocolos terapêuticos afetaram positivamente a atividade da arginase salivar; entretanto, estudos futuros são necessários para clarificar seu potencial como biomarcador salivar para o monitoramento periodontal.

Effects of thymoquinone and curcumin on the regeneration of rat livers subject to 70% hepatectomy

Abstract Purpose: To investigate thymoquinone, curcumin and a combination of these two drugs were effective or not at the growth of liver. Methods: Forty female Wistar-Albino rats distributed into five groups of eight rats each, control, thymoquinone, curcumin, and thymoquinone/curcumin groups. Pathological specimens were studied using the Ki-67 Proliferation Index(PI); and arginase(Arg), tissue plasminogen activator(tPA), ceruloplasmin(Cer) and nitric oxide(NO) were studied in biochemical analysis. Results: Our results showed that Ki-67 proliferation index was low in Groups 1. The proliferation coefficient was significantly higher in the Group 2 and Group 4 than in the Group 1 and Group 3.(P < 0.001 between Groups 1 and 2, 1 and 4, and 3 and 4). There was no difference between Groups 2 and 4 (P = 1). The results of the biochemical Arg, tPA and Cer test showed statistically between the Group 1 and Group 2. NO showed significant differences Group 1 and 3. Conclusions: Thymoquinone and curcumin both have known positive effects on the organism. Histological and biochemical tests showed that thymoquinone is more effective than curcumin.

Consumo de cafeína durante a gestação e transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH): uma revisão sistemática da literatura / Caffeine consumption during pregnancy and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD): a systematic literature review / Consumo de cafeína durante el embarazo y trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH): una revisión sistemática de la literatura

O objetivo do presente estudo foi avaliar, mediante revisão sistemática da literatura, as evidências acerca da associação entre consumo materno de cafeína durante a gestação e transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (TDAH) na infância. A busca na literatura ocorreu de forma sistemática, em múltiplas etapas, nas bases PubMed, LILACS, BIREME e PsycINFO, com limites para artigos publicados em português, inglês e espanhol, realizados em humanos. Foram encontradas 373 referências. Dessas, somente cinco foram mantidas, por atenderem ao objetivo deste estudo. Os cinco trabalhos foram realizados em países desenvolvidos; a maioria utilizou delineamento longitudinal e foi publicada nos últimos cinco anos. Apenas um estudo encontrou associação positiva. Estudos sobre o consumo de cafeína na gestação e TDAH são escassos, com resultados controversos e se deparam com várias dificuldades metodológicas, como falta de padronização na definição do desfecho.

This aim of this study was to conduct a systematic literature review on the association between maternal caffeine intake during pregnancy and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) in childhood. The systematic multiple-stage literature search in PubMed, LILACS, BIREME, and PsycINFO was limited to research in human subjects and published in Portuguese, English, and Spanish. A total of 373 references were retrieved. Of these, only five met the study's objectives and were kept in the review. Most of the studies employed a longitudinal design, were conducted in developed countries, and were published in the last five years. Only one study found a positive association. Studies on caffeine consumption during pregnancy and ADHD are scarce, with conflicting results and several methodological difficulties such as lack of standardized outcome measures.

El objetivo de este estudio fue evaluar, a través de una revisión sistemática de la literatura, evidencias sobre la asociación entre el consumo de cafeína durante el embarazo y el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH) en la infancia. Se realizó una búsqueda sistemática en la literatura, por etapas múltiples, en PubMed, LILACS BIREME y PsycINFO, limitándose a artículos publicados en portugués, inglés y español, realizados en estudios sobre humanos. Fueron localizadas 373 referencias. De ellas, apenas se mantuvieron cinco, por cumplir el objetivo de este estudio. Los estudios se realizaron en países desarrollados; el diseño longitudinal fue el más utilizado y se trata de publicaciones de los últimos cinco años. Sólo un estudio encontró asociación positiva. Los estudios sobre el consumo de cafeína durante el embarazo y el TDAH son escasos, con resultados controvertidos, y enfrentan varias dificultades metodológicas, como la no estandarización de la evaluación del resultado.

Inflammatory response of endothelial cells to hepatitis C virus recombinant envelope glycoprotein 2 protein exposure

The hepatitis C virus (HCV) encodes approximately 10 different structural and non-structural proteins, including the envelope glycoprotein 2 (E2). HCV proteins, especially the envelope proteins, bind to cell receptors and can damage tissues. Endothelial inflammation is the most important determinant of fibrosis progression and, consequently, cirrhosis. The aim of this study was to evaluate and compare the inflammatory response of endothelial cells to two recombinant forms of the HCV E2 protein produced in different expression systems (Escherichia coli and Pichia pastoris). We observed the induction of cell death and the production of nitric oxide, hydrogen peroxide, interleukin-8 and vascular endothelial growth factor A in human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) stimulated by the two recombinant E2 proteins. The E2-induced apoptosis of HUVECs was confirmed using the molecular marker PARP. The apoptosis rescue observed when the antioxidant N-acetylcysteine was used suggests that reactive oxygen species are involved in E2-induced apoptosis. We propose that these proteins are involved in the chronic inflammation caused by HCV.

Arginase activity and nitric oxide levels in patients with obstructive sleep apnea syndrome

OBJECTIVE: Obstructive sleep apnea syndrome is characterized by repetitive obstruction of the upper airways, and it is a risk factor for cardiovascular diseases. There have been several studies demonstrating low levels of nitric oxide in patients with obstructive sleep apnea syndrome compared with healthy controls. In this study, we hypothesized that reduced nitric oxide levels would result in high arginase activity. Arginase reacts with L-arginine and produces urea and L-ornithine, whereas L-arginine is a substrate for nitric oxide synthase, which produces nitric oxide. METHODS: The study group consisted of 51 obstructive sleep apnea syndrome patients (M/F: 43/8; mean age 49±10 years of age) and 15 healthy control subjects (M/F: 13/3; mean age 46±14 years of age). Obstructive sleep apnea syndrome patients were divided into two subgroups based on the presence or absence of cardiovascular disease. Nitric oxide levels and arginase activity were measured via an enzyme-linked immunosorbent assay of serum samples. RESULTS: Serum nitric oxide levels in the control subjects were higher than in the obstructive sleep apnea patients with and without cardiovascular diseases (p<0.05). Arginase activity was significantly higher (p<0.01) in obstructive sleep apnea syndrome patients without cardiovascular diseases compared with the control group. Obstructive sleep apnea syndrome patients with cardiovascular diseases had higher arginase activity than the controls (p<0.001) and the obstructive sleep apnea syndrome patients without cardiovascular diseases (p<0.05). CONCLUSION: Low nitric oxide levels are associated with high arginase activity. The mechanism of nitric oxide depletion in sleep apnea patients suggests that increased arginase activity might reduce the substrate availability of nitric oxide synthase and thus could reduce nitric oxide levels. .

Arginina y cáncer: implicaciones en la regulación de la respuesta antitumoral / Arginine and cancer: Implications in the regulation of antitumoral response

Los informes de la literatura apoyan el papel de la arginina como mecanismo regulador de la respuesta inmune. Se ha descrito la correlación entre disminución de la arginina y reducción de la proliferación y la activación de los linfocitos T en trasplante hepático, trauma grave, sepsis y cáncer. Entre los efectos se describen la disminución en la expresión de la cadena CD3z (traducción de la señal de activación en el linfocito T). La disminución de la arginina está relacionada con la producción de arginasa 1 (ARG1) por parte de las células mieloides supresoras. Se han propuesto dos posibles mecanismos por medio de los cuales el aumento de la actividad de ARG1 podría estar actuando en un proceso tumoral. El primero es la disminución de la proliferación de los linfocitos y el freno del ciclo celular. El segundo es promover el crecimiento tumoral al transformar la arginina en precursores de poliaminas. Se presentan en este artículo los principales conceptos del papel de la arginina en la respuesta antitumoral.

Recent findings support the potential role of arginine as a regulator of the immune response. Correlation between decreased arginine and decreased proliferation and activation of T lymphocytes has been described in liver transplantation, severe trauma, sepsis and cancer. Among the effects, decrease in the CD3z chain expression (activation signal in the T cell) has been described. Arginine is reduced in relation to the production of arginase 1 (ARG1) by myeloid suppressor cells. Two possible mechanisms have been postulated by which the increased activity of ARG1 could be acting on a tumor. The first is the reduction of lymphocyte proliferation and cell cycle arrest. The second is to promote tumor growth by transforming arginine in precursors of polyamines. We present in this article the main concepts on the role of arginine in antitumor response.

A relação arginase-óxido nítrico na infecção experimental por leishmania braziliensis / The relationship arginase-nitric oxide in experimental infection by Leishmania braziliensis

A arginase é uma importante enzima envolvida no processo de desintoxicação, eliminando amônia via ciclo da ureia, hidrolisando a L-arginina à L-ornitina e ureia. L-ornitina pode ser metabolizada pela ornitina descarboxilase (ODC), dando origem a poliaminas, que são importantes para divisão e proliferação celular. A L. major usa esta via metabólica para proliferar dentro do macrófago durante a infecção. Por outro lado, a óxido nítrico sintase (NOS) oxida a L-arginina à citrulina e óxido nítrico, participando, desta forma, da eliminação do parasita. Estas enzimas podem ser moduladas na presença de citocinas. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre arginase e óxido nítrico durante a infecção experimental causada por L. braziliensis. No modelo cutâneo de infecção por L. braziliensis, camundongos BALB/c desenvolvem uma lesão que cura espontaneamente na décima semana após infecção. Os parasitas, no entanto, persistem no linfonodo de drenagem (LNd) até 6 meses após a infecção. Camundongos BALB/c foram infectados com L. braziliensis, na derme da orelha, e o desenvolvimento da lesão, a carga parasitária, a atividade da arginase e a produção de óxido nítrico (NO) foram avaliados, assim como a produção de citocinas. A atividade da arginase na orelha aumenta com o desenvolvimento da lesão e diminui com a cura da mesma. No LNd, a atividade da arginase foi detectada junto com a persistência do parasita. A presença de NO na orelha foi maior no pico de desenvolvimento da lesão, acompanhando a presença de IFN-g, no LNd. Com a cura da clínica, houve redução dos níveis de NO na orelha, acompanhado de aumento na produção de TGF-b no LNd. A inibição da arginase, utilizando Nor-NOHA, reduziu significativamente o tamanho da lesão e a carga parasitária na orelha e no LNd. Curiosamente, este efeito foi associado a uma maior produção de IL-4 e IL-10. Por outro lado, a suplementação com L-arginina, o substrato comum para as enzimas iNOS e arginase exacerbou o tamanho da lesão e elevou a carga parasitária. Nossos dados sugerem que a arginase está envolvida com a multiplicação de L. braziliensis, causando a lesão na orelha e, posteriormente, está envolvida com a persistência do parasita no LNd.

Aspectos imunopatogênicos da leishmaniose cutânea difusa: fatores da leishmania e do hospedeiro / Immunopathogenic aspects of diffuse cutaneous leishmaniasis: Leishmania factors and host

A progressão crônica da LCD é atribuída à falta da imunidade mediada por células específica para antígeno de Leishmania e predominância de uma resposta do tipo Th2. Neste sentido, tanto fatores do parasita quanto do hospedeiro podem atuar na desativação da resposta imune favorecendo a replicação da Leishmania. Inicialmente avaliamos o papel da exposição de fosfatidilserina na infecção de macrófagos murinos com Leishmania amazonensis isolados de pacientes com LCD. Para isso, macrófagos peritoneais de camundongos F1(BALB/c x C57BL/6) foram infectados com os diferentes isolados obtidos de pacientes com LCD e LCL. Os isolados obtidos de pacientes com LCD apresentaram maior expressão de PS do que os isolados de pacientes com LCL após 24 horas de infecção. Em seguida, avaliamos a infectividade dos diferentes isolados. As amastigotas de pacientes com LCD apresentaram maior porcentagem de macrófagos infectados e índice de infecção, quando comparados com amastigotas de pacientes com LCL. Quanto ao mecanismo, o grupo infectado com os isolados de pacientes com LCD apresentou um aumento na relação TGF-β/TNF-α e IL-10/TNF-α em relação ao grupo LCL. A análise de correlação revelou que a porcentagem de macrófagos infectados, o índice de infecção, os índices de TGF-β/TNF-α e IL-10/TNF-α, bem como o tamanho dos vacúolos estão diretamente associados a maior exposição de PS. Além disso, o número de lesões e o tempo de doença dos pacientes com LCD também estão associados á exposição de PS. O reconhecimento de PS tem como consequência a produção de TGF, IL-10, IL-4 e PGE2, que ativam a via da enzima arginase e consequentemente a produção de poliaminas. Por isso buscamos investigar a participação de tais mediadores em pacientes com LCD. Os níveis da arginase I, ODC e TGF-β no plasma de pacientes com LCD estava elevados quando comparado com os pacientes com LCL ou o controle saudável da área endêmica. Por outro lado, os níveis de TNF-α, IL-12, MCP-1 e CXCL-10 estavam reduzidos no plasma de pacientes com LCD comparado aos pacientes com LCL. Os níveis de arginase apresentaram correlação positiva com ODC, TGF-β e PGE e correlação negativa com TNF-α, IL-12, MCP-1 e CXCL-10. A produção da arginase e ODC também foi avaliada nas lesões dos pacientes através de imunohistoquímica. As lesões dos pacientes com LCD apresentaram uma marcação mais intensa e difusa do que as de LCL. Além disso, a expressão da cicloxigenase 2 também estava aumentada nas lesões de LCD. A expressão do mRNA das enzimas fosfolipase A2, COX-2, prostaglandina sintase, espermina e espermidina sintase apresentaram uma relação positiva com a enzima arginase, indicando que esta interfere diretamente no metabolismo dos mediadores lipídicos e na via de síntese das poliaminas. A inibição das enzimas arginase e ODC com nor-NOHA e DFMO, respectivamente, reduziu a carga parasitária de macrófagos humanos infectados com L. amazonensis após 72 h de infecção. Além disso, os inibidores reduziram a produção de TGF e PGE2 no sobrenadante das culturas. Em conjunto, nossos dados sugerem que a liberação local e sistêmica de prostaglandinas e poliaminas associadas à via da arginase em pacientes com LCD deve estar associada com a inabilidade em montar uma resposta imune eficiente contra a infecção por Leishmania proporcionando um ambiente favorável para a replicação do parasita e disseminação da doença. Nossos resultados mostram também que este ambiente imunossuprimido pode ser induzido pela exposição de PS na superfície de L. amazonensis deflagrando uma resposta anti-inflamatória nos pacientes com LCD.

Kinetoplastid membrane protein-11 exacerbates infection with Leishmania amazonensis in murine macrophages

In Leishmania amazonensis, kinetoplastid membrane protein-11 (KMP-11) expression increases during metacyclogenesis and is higher in amastigotes than in promastigotes, suggesting a role for this protein in the infection of the mammalian host. We show that the addition of KMP-11 exacerbates L. amazonensis infection in peritoneal macrophages from BALB/c mice by increasing interleukin (IL)-10 secretion and arginase activity while reducing nitric oxide (NO) production. The doses of KMP-11, the IL-10 levels and the intracellular amastigote loads were strongly, positively and significantly correlated. The increase in parasite load induced by KMP-11 was inhibited by anti-KMP-11 or anti-IL-10 neutralising antibodies, but not by isotype controls. The neutralising antibodies, but not the isotype controls, were also able to significantly decrease the parasite load in macrophages cultured without the addition of KMP-11, demonstrating that KMP-11-induced exacerbation of the infection is not dependent on the addition of exogenous KMP-11 and that the protein naturally expressed by the parasite is able to promote it. In this study, the exacerbating effect of KMP-11 on macrophage infection with Leishmania is for the first time demonstrated, implicating it as a virulence factor in L. amazonensis. The stimulation of IL-10 production and arginase activity and the inhibition of NO synthesis are likely involved in this effect.

Aging alters the production of iNOS, arginase and cytokines in murine macrophages

The limited amount of information on the primary age-related deficiencies in the innate immune system led us to study the production of inducible nitric oxide synthase (iNOS), arginase, and cytokines in macrophages of young (8 weeks old) and old (72 weeks old) female BALB/c mice. We first evaluated iNOS and arginase inducers on peritoneal (PMΦ) and bone marrow-derived (BMMΦ) macrophages of young BALB/c and C57BL/6 mice, and then investigated their effects on macrophages of old mice. Upon stimulation with lipopolysaccharide (LPS), resident and thioglycolate-elicited PMΦ from young mice presented higher iNOS activity than those from old mice (54.4 percent). However, LPS-stimulated BMMΦ from old mice showed the highest NO levels (50.1 percent). Identical NO levels were produced by PMΦ and BMMΦ of both young and old mice stimulated with interferon-γ. Arginase activity was higher in resident and elicited PMΦ of young mice stimulated with LPS (48.8 and 32.7 percent, respectively) and in resident PMΦ stimulated with interleukin (IL)-4 (64 percent). BMMΦ of old mice, however, showed higher arginase activity after treatment with IL-4 (46.5 percent). In response to LPS, PMΦ from old mice showed the highest levels of IL-1α (772.3 ± 51.9 pg/mL), whereas, those from young mice produced the highest amounts of tumor necrosis factor (TNF)-α (937.2 ± 132.1 pg/mL). Only TNF-α was expressed in LPS-treated BMMΦ, and cells from old mice showed the highest levels of this cytokine (994.1 ± 49.42 pg/mL). Overall, these results suggest that macrophages from young and old mice respond differently to inflammatory stimuli, depending on the source and maturity of the cell donors.

A via L-arginina-óxido nítrico, estresse oxidativo e ciclo da uéia na obesidade / L-arginine-nitric oxide pathway, oxidative stress and urea cycle in obesity

A obesidade é um distúrbio metabólico de etiologia multifatorial e elevada prevalência no Brasil, que pode ser definida por um índice de massa corporal (peso em quilogramas dividido pela altura em metros ao quadrado) maior ou igual a 30 kg/m2, e que está associada de forma independente a um elevado risco de morbidade e mortalidade cardiovascular devido aos eventos aterotrombóticos. O óxido nítrico (NO), uma pequena molécula gasosa, é produzido através da conversão do aminoácido catiônico L-arginina em L-citrulina e NO em uma reação catalisada por uma família de enzimas denominadas NO-sintases (NOS), e funciona como um protetor cardiovascular modulando por exemplo o relaxamento do músculo liso vascular e a função plaquetária. O objetivo desta tese foi avaliar a via L-arginina-NO, bem como investigar a função plaquetária, o estresse oxidativo, e a atividade da arginase em pacientes com obesidade. O transporte de L-arginina, a produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), a atividade e a expressão das isoformas da NOS (iNOS e eNOS), a atividade da arginase, o estresse oxidativo (produção de espécies reativas de oxigênio – EROs; atividade da superóxido dismutase – SOD; e atividade da catalase), bem como a função plaquetária foram medidos nas plaquetas dos pacientes com obesidade. Nas hemácias, foram medidos o transporte de L-arginina e a atividade da NOS e da arginase. Os níveis de aminoácidos e de marcadores inflamatórios (fibrinogênio e proteína C reativa) também foram medidos sistemicamente. Os resultados demonstram que o influxo de L-arginina via sistema y+L, a atividade da NOS e a produção de GMPc estão diminuídos nas plaquetas dos pacientes obesos em relação aos controles saudáveis, enquanto que não houve diferença na atividade da arginase. Além disso, a expressão das isoformas da NOS bem como a agregação plaquetária em plaquetas de pacientes com obesidade mostrou-se aumentada em relação aos controles. Nas hemácias destes pacientes, observou-se...

Obesity is a metabolic disorder of multifactorial etiology and high prevalence in Brazil, which can be defined as a body mass index (weight in kilograms divided by height in square meters) greater than or equal to 30 kg/m2, and that is independently associated with a high risk of cardiovascular morbidity and mortality due to atherothrombotic events. Nitric oxide (NO), a small gaseous molecule, is produced through the conversion of the cationic amino acid L-arginine to L-citrulline and NO in a reaction catalyzed by a family of enzymes called NO synthases (NOS) and it acts as a cardiovascular protector modulating, for example, the relaxation of vascular smooth muscle and the platelet function. The aim of this thesis was to assess the L-arginine-NO pathway, as well as to investigate platelet function, oxidative stress, and the arginase activity in patients with obesity. The L-arginine transport, the production of cyclic guanosine monophosphate (cGMP), the activity and expression of NOS isoforms (eNOS and iNOS), the arginase activity, oxidative stress (production of reactive oxygen species - ROS; superoxide dismutase activity - SOD, and catalase activity), and platelet function were evaluated in platelets from patients with obesity. In erythrocytes, the L-arginine transport and the activity of NOS and arginase were investigated. Systemic levels of amino acids and inflammatory markers (fibrinogen and C-reactive protein) were also investigated. The results demonstrated that L-arginine influx via y+L system, NOS activity, and cGMP levels were decreased in platelets from obese subjects compared to healthy controls, whereas no difference was observed in arginase activity. In addition, the expression of NOS isoforms and platelet aggregation in platelets from patients with obesity was increased in relation to controls. In erythrocytes from these patients, there were a higher influx of L-arginine via y+ and y+L system, and NOS activity, and no difference in arginase...

Prevalência microbiana e quantificação da arginase na saúde e doença periodontal / Microbial prevalence and arginase quantification in health and periodontal disease

A arginase salivar está aumentada em processos inflamatórios e infecciosos da cavidade bucal. O objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade de arginase salivar, correlacionando-a a parâmetros clínicos e microbiológicos em diferentes condições periodontais. Foram avaliados os seguintes parâmetros clínicos: índice de placa, índice de sangramento, profundidade de sondagem e nível de inserção clínica. Foi avaliada ainda a presença dos periodontopatógenos Campylobacter rectus, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Tanerella forsythia, Treponema denticola e Prevotella intermedia por meio da reação em cadeia da polimerase (PCR). Finalmente, a presença salivar de arginase — por meio de espectrofotometria —também foi considerada. O tratamento estatístico dos dados foi realizado pelos testes Qui-quadrado e Kruskal-Wallis, adotando-se significância estatística quando p<0,05. Foram alocados no presente estudo 78 indivíduos assim caracterizados: 26 periodontalmente saudáveis (S), 26 com gengivite(G) e 26 com periodontite crônica (P). P. gingivalis, P. intermedia e T. denticola estavam mais prevalentes significativamente em P do que em G e S (p<0,05). A. actinomycetemcomitans foi significativamente mais prevalente (p<0,05) em P e G do que em S. C. rectus apresentou distribuição similar nos três grupos (p>0,05). Com relação aos níveis de atividade de arginase, os indivíduos portadores de periodontite crônica apresentaram maiores níveis (p<0,05) em comparação aos com gengivite ou periodontalmente saudáveis. A expressão da arginase salivar parece acompanhar a mudança dos sinais clínicos e a alteração do perfil microbiológico das diferentes condições periodontais

The salivary arginase is increased in inflammatory and infectious processes of the oral cavity. The aim of this study was to evaluate the salivary arginase activity, correlating it to clinical and microbiological parameters in different periodontal conditions. We evaluated the following parameters: plaque index, bleeding index, probing depth and clinical attachment level. It also assessed the presence of periodontopathogens Campylobacter rectus, Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Tanerellaforsythia, Treponema denticola, and Prevotella intermedia by polymerase chain reaction (PCR). Finally, presence of salivary arginase - by spectrophotometry - was also considered. Statistical treatment of data was performed by chi-square and Kruskal-Wallis, adopting statistical significance at p <0.05. Eighty-nine individuals were allocated in this study:26 periodontally healthy (S), 26 with gingivitis (G) and 26 with chronic periodontitis (P). P. gingivalis, P. intermedia and T. denticola were significantly more prevalent in P-group than G- and S-group (p <0.05). A. actinomycetemcomitans was significantly more prevalent (p <0.05) in P- and G-group than in S-group. C. rectus showed a similar distribution in the three groups (p> 0.05). With respect to the levels of arginase activity, individuals with chronic periodontitis had higher levels (p <0.05) than those with gingivitis or periodontally healthy. Expression of the salivary arginase seems to followthe changes of clinical signs and microbiological profile in different periodontal conditions.

Presencia del alelo T para el polimorfismo rs2781666 G>T del gen arginasa 1 constituye un factor protector contra enfermedad arterial coronaria / The presence of T allele for rs2781666 G>T common variant of arginase 1 gene constitutes a protector factor against coronary artery disease in Southern Chilean subjects

Introducción: Variaciones moleculares en el gen de la arginasa I, ARGl, podrían provocar un aumento de la expresión de la enzima o de su actividad, lo que puede llevar a una disfunción endotelial al disminuir la producción de óxido nítrico por parte de la eNOS. Así, el objetivo del presente estudio fue investigar la posible asociación del polimorfismo rs2781666 G>T y la presencia de enfermedad coronaria (confirmada con angiografía) en individuos de la región de La Araucanía. Material y Métodos: En el presente estudio, de tipo casos y controles, fueron evaluados 247 sujetos, con edades entre 30 y 74 años; 124 individuos pacientes con enfermedad arterial coronaria (casos) y 123 controles. La genotipificación del polimorfismo rs2781666 del gen ARGl fue realizada mediante PCR- RFLR Resultados: La frecuencia del genotipo homocigoto TT para el polimorfismo rs2781666 del gen ARGl fue de 6.5 por ciento en el grupo casos y 8 por ciento en el grupo control, difiriendo significativamente (p=0.032). La frecuencia relativa del alelo T también presentó diferencias significativas entre casos y controles (0.230 vs. 0.325, p=0.031). La OR relacionada al alelo mutado T fue de 0.63 (I.C. 95 por ciento, 0.43 - 0.94), confirmando la presencia de la asociación observada. Conclusión: Los resultados obtenidos sugieren que el polimorfismo rs2781666 G>T del gen ARGl confiere protección contra enfermedad coronaria en la población analizada. Sin embargo, este resultado debe ser replicado en otros grupos poblacionales de nuestro país.

Background: Recent data support a role for arginase 1 (ARG1) in the initiation, development, and complications of coronary artery disease. Thus, in the present study we investigated the possible association between the rs2781666 G>T variant of ARG1 and the presence of CAD confirmed by angiography in Chilean subjects. Methods: A total of 124 unrelated patients with diagnosis of CAD confirmed by angiography (stenosis > 70 percent) and 123 healthy controls (30 - 74 years old) were included in this study. The rs2781666 G>T variant of the ARG1 gene was evaluated by PCR-RFLR Results: The frequency of TT homozygous genotype in CAD patients was lower when compared to control group (6.5 percent vs. 8.0 percent, p=0.032). Similarly, the T allele frequency was different between CAD and control groups (0.230 vs. 0.325, p=0.031). The OR for CAD related to T allele was 0.64 (95 percent CI. = 0.43-0.94), con-firming the association founded. Conclusion: These findings suggest that the T allele for rs2781666 polymorphism of the ARG1 gene constitutes an inherited protective factor against CAD in Southern Chilean subjects.

Inibição da arginase de leishmania por frações de extrato etanólico de Cecropia pachystachya / Inhibition of arginase of Leishmania by fractions of ethanol extract of Cecropia pachystachya

A leishmaniose atinge cerca de 12 milhões de pessoas no mundo com aproximadamente 60 mil mortes por ano. Os fármacos utilizados são ineficazes e apresentam graves efeitos colaterais, tomado necessária a busca por novos fármacos. A busca por princípios bioativos toma-se mais eficaz quando direcionada pelo fracionamento guiado por bioensaios específicos. Um alvo promissor para busca por novos fármacos é a enzima arginase, pois a Leishmania deficiente em arginase é incapaz de produzir poliaminas, que são essenciais para a proliferação, diferenciação e síntese de macromoléculas, sendo assim o alvo selecionado para direcionar o fracionamento do extrato etanólico de Cecropia pachystachya, visto que já foi relatada a inibição da arginase de Leishmania (L.) amazonensis por extratos desta espécie vegetal. Neste trabalho foi demonstrado que o extrato acetato de etila apresentou uma forte inibição da arginase de L. (L.) amazonensis, uma leve inibição da arginase de Rattus norvegicus e não apresentou toxicidade em esplenócitos. Com a análise ultraestrutural foi possível inferir que a inibição da arginase poderia estar provocando estresse oxidativo, visível com a formação de concreção eletrondensa na matriz mitocondrial e desorganização do kDNA, possivelmente devido à inibição da arginase e conseqüente diminuição da biossíntese de poliaminas e tripanotiona. Em análise computacional, as prováveis substâncias presentes no extrato acetato de etila (catequina, ácido clorogênico, epicatequina, isoorientina, isoquercetrina, isovitexina, orientina e procianidina B2) interagem com os aminoácidos ao redor do sítio ativo da arginase de L. (L.) amazonensis impedindo a entrada do substrato ou a saída dos produtos resultantes da reação o que acarretaria diminuição na velocidade máxima da reação...

Avaliação da modulação das atividades da óxido nítrico sintase (NOS)/arginase como participantes do sistema de defesa de Leishmania amazonensis frente a derivados de compostos mesoiônicos / Evaluation of the modulation of the activities of nitric oxide synthase(NOS)/arginase as participant of the system of defense of Leishmania amazonensis front the mesoionic compounds derivatives

A L-arginina está envolvida na produção de óxido nítrico (NO) e citrulina, mediada pela óxido nítrico sintase (NOS), e L-omitina e uréia, por atividade da arginase. A regulação de NOS ocorre principalmente em nível transcricional. Trabalhos prévios de nosso grupo demonstram a atividade de NOS em parasitos do gênero Leishmania. A atividade da arginase e sua sequência genética também foram descritas na literatura para estes parasitos. Em busca de novos alvos intracelulares do parasito para ação de agentes leishmanicidas, foram realizados ensaios com derivados mesoiônicos da classe dos 1,3,4-tiadiazóis e das arilsidnonas. Os parasitos foram analisados em ausência/presença de derivados 4-e 3-metoxilados, a fim de verificar o efeito sobre a produção de NO e sobre a atividade de arginase de L. amazonensis. Os resultados indicaram que as drogas testadas reduziram de 70 a 90% a produção NO pelo parasito, e que os mesmos são capazes de diminuir a atividade da NOS solúvel constitutiva purificada de promastigotas e amastigotas axênicas de L. amazonensis. Além disso, ensaios realizados com 4-fenil-5-(4-X-fenil)-1,2,3-tiadiazólio-2-fenilaminida, onde X=H (MI-H), No2 (MI-NO2) ou OCH3 (MI-OCH3) e 3[N-4-X-fenil]-1,2,3-oxadiazólio-5-olato, onde X=H (SID-H), NO2 (SID-NO2) ou OCH3 (SID-OCH3) demonstraram maior eficácia contra amastigotas axênicas, em comparação com o Isetionato de Pentamidina. Os ensaios de citotoxicidade para macrófagos peritoneais murinos demonstraram que tais derivados apresentam baixa toxicidade (10por cento). A maioria dos derivados testados não afetou significantemente a atividade da arginase de L. amazonensis.

Macrófagos e inducción de arginasa como mecanismo de evasión de parásitos / Macrophages and arginase induction as a mechanism for parasite escape

Aunque existen varios mecanismos inmunológicos para eliminar a los patógenos intracelulares, éstos han elaborado una variedad de estrategias para escapar de la respuesta del sistema inmune y asegurarse su supervivencia y replicación en el huésped. Algunos parásitos modulan la producción de numerosas moléculas tóxicas sintetizadas por el sistema inmune. Varios parásitos son altamente sensibles al óxido nítrico (ON) y sus derivados. El ON es producido en macrófagos (MΦ) luego de la estimulación con productos microbianos o con citoquinas. En el pasado, los MΦ se identificaban como células puramente inflamatorias (MΦ activados en forma clásica), capaces de secretar mediadores inflamatorios, actuar como células presentadoras de antígenos y matar patógenos intracelulares. Sin embargo, los MΦ activados representan un grupo más heterogéneo de células con distintos marcadores biológicos que pueden llevar a cabo diferentes funciones inmunológicas. Los MΦ activados alternativamente, fallan en producir ON en virtud de la inducción de la enzima arginasa y consecuentemente tienen disminuida su capacidad para matar patógenos intracelulares. Se ha comunicado la inducción de arginasa por parte de varios parásitos, por lo tanto este mecanismo podría favorecer su supervivencia en el huésped. En un modelo de infección con Trypanosoma cruzi, en nuestro grupo estudiamos la participación de arginasa y de las señales intracelulares involucradas en su inducción, durante la replicación de este parásito en los MΦ. La información obtenida a partir de nuestros trabajos permitiría comprender algunos mecanismos por los cuales distintas células del sistema inmune pueden ser programadas para favorecer el establecimiento de infecciones parasitarias crónicas.

Although there are several immunological mechanisms to eliminate the intracellular pathogens, they have elaborated a variety of strategies to escape of the immune response and to make possible their survival and replication in the host. Some parasites modulate the production of several toxic molecules synthesized by the immune system. Several parasites are highly sensitive to nitric oxide (ON) and their derivatives. ON is produced in macrophages (MΦ) after stimulation with microbial products or cytokines. In the past, M Φ were defined as inflammatory cells (classically activated MΦ), able to produce inflammatory mediators, to act like antigens presenting cells and to kill intracellular pathogens. Nevertheless, activated MΦ involve a more heterogeneous group of cells with different biological markers that can carry out different immunological functions. Alternatively activated MΦ fail to produce ON due to the arginase induction and consequently they have diminished their capacity to kill intracellular pathogens. It has been reported the induction of arginase by different parasites; therefore this mechanism could favor their survival in the host. In our group, we studied the participation of arginase in a model of Trypanosoma cruzi infection and the intracellular signals involved in the replication of this parasite in MΦ. The data obtained from our works would allow the understanding of some mechanisms by which cells can be programmed to favor the establishment of chronic parasitic infections.

Effect of psychological stress on the L-arginine-nitric oxide pathway and semen quality

It has been reported that mental stress causes abnormality of spermiogram parameters. We investigated the effect of psychological stress on the L-arginine-nitric oxide (NO) pathway. Semen samples were collected from 29 healthy fourth semester medical students just before (stress) and 3 months after (non-stress) the final examinations. Psychological stress was measured by the State Anxiety Inventory questionnaire. After standard semen analysis, arginase activity and NO concentration were measured spectrophotometrically in the seminal plasma. Measurements were made in duplicate. During the stress period, sperm concentration (41.28 ± 3.70 vs 77.62 ± 7.13 x 10(6)/mL), rapid progressive motility of spermatozoa (8.79 ± 1.66 vs 20.86 ± 1.63 percent) and seminal plasma arginase activity (0.12 ± 0.01 vs 0.22 ± 0.01 U/mL) were significantly lower than in the non-stress situation, whereas seminal plasma NO (17.28 ± 0.56 vs 10.02 ± 0.49 æmol/L) was higher compared to the non-stress period (P < 0.001 for all). During stress there was a negative correlation between NO concentration and sperm concentration, the percentage of rapid progressive motility and arginase activity (r = -0.622, P < 0.01; r = -0.425, P < 0.05 and r = -0.445, P < 0.05, respectively). These results indicate that psychological stress causes an increase of NO level and a decrease of arginase activity in the L-arginine-NO pathway. Furthermore, poor sperm quality may be due to excessive production of NO under psychological stress. In the light of these results, we suggest that the arginine-NO pathway, together with arginase and NO synthase, are involved in semen quality under stress conditions.