Propiedades hepatoprotectoras de las algas marinas: estrés oxidativo en modelos animales intoxicados con xenobióticos / Hepato-protective properties of seaweeds: oxidative stress in animal models intoxicated with xenobiotics

Resumen Desde épocas ancestrales, las algas marinas han sido empleadas con fines medicinales. En la actualidad, las algas han atraído la atención como fuentes de compuestos bioactivos, debido a su alto contenido en metabolitos secundarios. En numerosos estudios epidemiológicos e investigaciones experimentales se han demostrado diferentes propiedades terapéuticas. Diversos autores han demostrado actividades antioxidantes en especies de algas marinas y su relación con las propiedades hepatoprotectoras, explicadas en la mayoría de los casos por su composición polifenólica. Por otra parte, existen pocos fármacos disponibles que estimulen la función hepática, ofrezcan protección al hígado de posibles daños y/o ayuden a regenerar las células hepáticas. Por este motivo resulta interesante buscar fármacos alternativos para el tratamiento de enfermedades hepáticas. Durante dos décadas, el Grupo de Farmacología y Toxicología de la Universidad de La Habana (UH), en coordinación con el Laboratorio de Lípidos de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas (FCF-USP) de la Universidad de San Pablo, Brasil, han investigado varias especies de algas marinas como fuentes de sustancias neuro y hepatoprotectoras con resultados alentadores. En la presente revisión se analizó un conjunto de investigaciones de extractos y moléculas de algas marinas como posibles agentes hepatoprotectores y su relación con la actividad antioxidante. Se presentan diferentes metodologías con varios modelos animales, inductores de daño hepático y variables experimentales. A partir de estas consideraciones, el objetivo de este artículo de revisión fue resumir el estado de la ciencia hasta la fecha acerca del papel de las algas marinas como fuentes naturales de hepatoprotectores y su relación con las propiedades antioxidantes.

Abstract Since ancient times, seaweed has been used for medicinal purposes. At present, seaweeds have attracted attention as sources of bioactive compounds, due to their high content of secondary metabolites. In numerous epidemiological studies and experimental investigations, different therapeutic properties cuidahave been shown. Several authors have demonstrated antioxidant activities in seaweeds species and their relationship with hepato-protective properties, explained in most cases by their polyphenolic composition. On the other hand, there are few drugs available that stimulate liver function, offer protection to the liver from possible damage and/or help to regenerate liver cells, so it is interesting to look for alternative drugs for the treatment of liver diseases. For two decades, the Pharmacology and Toxicology Group of University of Havana (UH) in coordination with the Lipids Laboratory, School of Pharmaceutical Sciences of the University of Sao Paulo (FCF-USP) (Brazil) have investigated various species of seaweeds as sources of neuro- and hepato-protectors with encouraging results. In this review a set of investigations of extracts and molecules of seaweed is analysed as possible hepato-protective agents and their relationship with antioxidant activity. Different methodologies are presented with various animal models, liver damage inducers and experimental variables. Based on these considerations, the objective of this review article was to summarise the state of science to date about the role of seaweeds as natural sources of hepato-protectors and their relationship with antioxidant properties.

Resumo Desde épocas ancestrais, as algas marinhas são utilizadas para fins medicinais. Atualmente, as algas têm chamado a atenção como fontes de compostos bioativos, devido ao alto teor de metabólitos secundários. Em muitos estudos epidemiológicos e investigações experimentais, diferentes propriedades terapêuticas foram demonstradas. Vários autores têm demonstrado atividades antioxidantes em espécies de algas marinhas e sua relação com propriedades hepato-protetoras, explicadas na maioria dos casos por sua composição polifenólica. Por outro lado, existem poucos medicamentos disponíveis que estimulem a função hepática, ofereçam proteção ao fígado de possíveis danos e/ou ajudem a regenerar as células hepáticas, por isso é interessante procurar medicamentos alternativos para o tratamento de doenças hepáticas. Há duas décadas, o Grupo de Farmacologia e Toxicologia de la Universidade de la Habana (UH) em coordenação com o Laboratório de Lipídios da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF-USP) da Universidade de São Paulo, Brasil tem investigado várias espécies de algas marinhas como fontes de neuro- e hepato-protetores com resultados animadores. Nesta revisão foi analisado um conjunto de investigações de extratos e moléculas de algas marinhas como possíveis agentes hepato-protetores e sua relação com a atividade antioxidante. Diferentes metodologias são apresentadas com vários modelos animais, indutores de dano hepático e variáveis experimentais. Com base nessas considerações, o objetivo deste artigo de revisão era resumir o estado da ciência até o momento sobre o papel das algas marinhas como fontes naturais de hepatoprotetores e sua relação com propriedades antioxidantes.

Hepatoprotective properties from the seaweed Bryothamnion triquetrum (S.G.Gmelin) M.A.Howe against CCl4-induced oxidative damage in rats

Context: Seaweeds are seen as a traditional food and folk medicine by different coastal countries. The red seaweed Bryothamnion triquetrum is a widely distributed species that grows in shallow waters, and different authors have demonstrated a possible application of the seaweeds as a source of natural antioxidants and relative diseases. Aims: To evaluate the hepatoprotective properties on CCl4-induced oxidative stress in rats that were associated with the antioxidant activity from the polyphenol-rich fractions of the red seaweed Bryothamnion triquetrum. Methods: Polyphenols were determined by Folin-Cioacalteu. Antioxidant activity from phenolic compounds-rich fractions was measured by different assays (DPPH, Reducing power, (beta-Carotene/linoleic acid assay and Inhibition of lipoperoxidation). Aqueous extract from B. triquetrum was administered during 20 days to rats and submitted CCl4-Induced oxidative damage. The peroxidation and hepatic damage (TBARS, ASAT and ALAT), antioxidant metabolite and enzymes (glutathione, catalase and superoxide dismutase) were evaluated. Also, it was evaluated the expression of antioxidant enzymes by RT-PCR. Results: The antioxidant activity determined by different assays with polyphenolic fractions. Free Phenolic Acid was more active: DPPH, 20 mu g 87%; Reducing power OD = 0.490, 20 g; beta-carotene/linoleic acid 1 mu g 53%, and inhibition of lipid peroxidation 0.250 mu g 100%. Rats treated displayed lower liver TBARS, ASAT and ALAT than CCl4-treated group and catalase activity was increased. It was demonstrated expression of catalase. Conclusions: Data suggest that Bryothamnion triquetrum protects the liver against oxidative stress by modulating its antioxidant enzymes and oxidative status with potential use as phytodrug or functional food.

Evaluación genotóxica del extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis Aublet en el ensayo de aberraciones cromosómicas en ratones Balb/c / Genotoxic assessment of the Carapa guianensis Aublet seed oil extract in the chromosomal aberrations assay performed in Balb/c mice

Introducción: el extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis Aublet ha tenido diversos usos biomédicos. Recientemente fue evaluado este extracto, el cual manifestó grandes potencialidades como antioxidante en ensayos in vivo; pero poco se conoce de su efecto sobre el ADN en biomodelos experimentales. Objetivo: evaluar el potencial genotóxico del extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis en el ensayo de aberraciones cromosómicas de células de la médula ósea de ratones Balb/c. Métodos: se formaron cinco grupos experimentales: un grupo placebo (Tween 65 al 2 por ciento), tres tratados con niveles de dosis del extracto (400, 1 000 y 2 000 mg/kg), administrados por vía oral durante 14 días; por último, un grupo control positivo tratado con ciclofosfamida, en dosis de 50 mg/kg por vía intraperitoneal 48 y 24 h antes de la eutanasia. Se administraron cinco animales/sexo/grupo. Después de los 14 días de administración se les efectuó la eutanasia por dislocación cervical y se les extrajo la médula ósea del fémur para proceder a realizar la técnica citogenética de aberraciones cromosómicas. Resultados: los resultados entre controles y tratados con el extracto no difirieron para los dos sexos en las variables índice mitótico, Gaps, células con poliploidías, número de células con aberraciones cromosómicas y cromatídicas y el porcentaje de células con aberraciones. Sin embargo, sí difirieron controles y tratados contra el grupo tratado con ciclofosfamida, lo que valida nuestros resultados. Conclusiones: el extracto oleoso de la semilla de la Carapa guianensis no posee potencialidades genotóxicas en la formación de aberraciones cromosómicas, sobre todo estructurales en células de la médula ósea de ratones Balb/c de ambos sexos(AU)

Introduction: the oil extract from Carapa guianensis seed has various biomedical applications. It was recently evaluated and revealed great potentialities as antioxidant in in vivo assays, but little is known about its effect on DNA in experimental biomodels. Objective: to evaluate the genotoxic potential of the oil extract from Carapa guianensis seed in the chromosomal aberration of the bone marrow cells test performed in Balb/c mice. Methods: five experimental groups were created: one placebo group (Tween 65, 2 percent), three treated with different extract doses (400, 1000 and 2000 mg/kg) orally administered for 14 days and one positive control group treated with cyclophosphamide at a dose of 50 mg/kg intraperitoneally at 48 and 24 h before euthanasia. Five animals per sex from each group were administered the set dose. After 14 days of treatment, the animals were euthanized through cervical dislocation and their femoral bone marrow was taken out to perform the cytogenetic chromosomal aberration technique. Results: the results between the control group and the groups treated with the extract did not differ between the two sexes in terms of the mitotic index variables, Gaps, polyploidy cells, number of cells with chromosome and chromatic aberrations and the percentage of aberration cells. However, the results of controls and of treated groups were different from those of the group treated with cyclophosphamide, which proved the validation of our results. Conclusions: the oil extract from Carapa guianensis seeds does not have genotoxic potential for the formation of chromosome aberrations, mainly structural, in Balb/c mice bone marrow of both sexes(AU)

Evaluación genotóxica del extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis Aublet en el ensayo de aberraciones cromosómicas en ratones Balb/c / Genotoxic assessment of the Carapa guianensis Aublet seed oil extract in the chromosomal aberrations assay performed in Balb/c mice

Introducción: el extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis Aublet ha tenido diversos usos biomédicos. Recientemente fue evaluado este extracto, el cual manifestó grandes potencialidades como antioxidante en ensayos in vivo; pero poco se conoce de su efecto sobre el ADN en biomodelos experimentales. Objetivo: evaluar el potencial genotóxico del extracto oleoso de la semilla de Carapa guianensis en el ensayo de aberraciones cromosómicas de células de la médula ósea de ratones Balb/c. Métodos: se formaron cinco grupos experimentales: un grupo placebo (Tween 65 al 2 por ciento), tres tratados con niveles de dosis del extracto (400, 1 000 y 2 000 mg/kg), administrados por vía oral durante 14 días; por último, un grupo control positivo tratado con ciclofosfamida, en dosis de 50 mg/kg por vía intraperitoneal 48 y 24 h antes de la eutanasia. Se administraron cinco animales/sexo/grupo. Después de los 14 días de administración se les efectuó la eutanasia por dislocación cervical y se les extrajo la médula ósea del fémur para proceder a realizar la técnica citogenética de aberraciones cromosómicas. Resultados: los resultados entre controles y tratados con el extracto no difirieron para los dos sexos en las variables índice mitótico, Gaps, células con poliploidías, número de células con aberraciones cromosómicas y cromatídicas y el porcentaje de células con aberraciones. Sin embargo, sí difirieron controles y tratados contra el grupo tratado con ciclofosfamida, lo que valida nuestros resultados. Conclusiones: el extracto oleoso de la semilla de la Carapa guianensis no posee potencialidades genotóxicas en la formación de aberraciones cromosómicas, sobre todo estructurales en células de la médula ósea de ratones Balb/c de ambos sexos(AU)

Introduction: the oil extract from Carapa guianensis seed has various biomedical applications. It was recently evaluated and revealed great potentialities as antioxidant in in vivo assays, but little is known about its effect on DNA in experimental biomodels. Objective: to evaluate the genotoxic potential of the oil extract from Carapa guianensis seed in the chromosomal aberration of the bone marrow cells test performed in Balb/c mice. Methods: five experimental groups were created: one placebo group (Tween 65, 2 percent), three treated with different extract doses (400, 1000 and 2000 mg/kg) orally administered for 14 days and one positive control group treated with cyclophosphamide at a dose of 50 mg/kg intraperitoneally at 48 and 24 h before euthanasia. Five animals per sex from each group were administered the set dose. After 14 days of treatment, the animals were euthanized through cervical dislocation and their femoral bone marrow was taken out to perform the cytogenetic chromosomal aberration technique. Results: the results between the control group and the groups treated with the extract did not differ between the two sexes in terms of the mitotic index variables, Gaps, polyploidy cells, number of cells with chromosome and chromatic aberrations and the percentage of aberration cells. However, the results of controls and of treated groups were different from those of the group treated with cyclophosphamide, which proved the validation of our results. Conclusions: the oil extract from Carapa guianensis seeds does not have genotoxic potential for the formation of chromosome aberrations, mainly structural, in Balb/c mice bone marrow of both sexes(AU)

In vivo and in vitro antioxidant activity and hepatoprotective properties of polyphenols from Halimeda opuntia (Linnaeus) Lamouroux.

Antioxidant activity and hepatoprotective properties of the aqueous extract and tetrahydrofuran-extracted phenolic fractions of Halimeda opuntia (Linnaeus) Lamouroux were investigated in rats with chemically induced liver injury. Total polyphenols were determined by using the Folin-Ciocalteau reagent. Liver damage was induced by CCl(4) and assessed by a histological technique. Reverse transcription/polymerase chain reaction (RT/PCR) analysis showed increased superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) gene expression and activities in the group treated with free phenolic acid (FPA) fractions of H. opuntia, suggesting inducing effects on both enzymes. In addition, rats treated with FPA fractions displayed lower liver thiobarbituric acid reactive substance (TBARS) levels than those observed for rats in the CCl(4)-treated group. These data suggest that the phenolic fractions from H. opuntia may protect the liver against oxidative stress-inducing effects of chemicals by modulating its antioxidant enzymes and oxidative status.

Inhibition of LDL-oxidation and antioxidant properties related to polyphenol content of hydrophilic fractions from seaweed Halimeda Incrassata (Ellis) Lamouroux

LDL oxidation and oxidative stress are closely related to atherosclerosis. Therefore, natural antioxidants have been studied as promising candidates. In the present study, the LDL oxidation inhibition activity of bioactive compounds from Halimeda incrassata seaweed. associated to antioxidant capacity, was evaluated in vitro. Experimental work was conducted with lyophilized aqueous extract and phenolic-rich fractions of the seaweed and their effect on LDL oxidation was evaluated using heparin-precipitated LDL (hep-LDL) with exposure to Cu2+ ions and AAPH as the free radical generator. H. incrassata had a protective effect for hep-LDL in both systems and the presence of phenolic compounds contributed to the activity where phenolic-rich fractions showed significant capacity for inhibition of oxidation mediated by Cu2+ ions. The observed effect could be related to the antioxidant potential of polar fractions evidenced by reducing activity and DPPH• radical scavenging. The results obtained in vitro further support the antioxidant and LDL oxidation inhibition properties of H. incrassata and further knowledge toward future phytotherapeutic application of the seaweed.

A oxidação da LDL e o estresse oxidativo estão intimamente relacionados com a aterosclerose. Por isso, os antioxidantes naturais têm sido estudados como candidatos promissores. No presente trabalho foi avaliada in vitro a capacidade de inibição da oxidação da LDL pelos compostos bioativos da alga Halimeda incrassata em associação à capacidade antioxidante. O trabalho experimental foi conduzido com extratos polares (extrato aquoso liofilizado e frações ricas em fenólicos) e seu efeito na oxidação da LDL foi avaliado usando LDL precipitada com heparina (hep-LDL), oxidada com íons de Cu2+ e AAPH, como geradores de radicais livres. A H. incrassata apresentou efeito protetor para hep-LDL em ambos sistemas e a presença de compostos fenólicos contribuiu para a atividade em que as frações ricas em fenólicos demonstram capacidade significativa em inibir a oxidação mediada pelos íons de Cu2+. O efeito observado deve estar relacionado com o potencial antioxidante das frações polares medido pela atividade redutora e varredura do radical DPPH. Os resultados obtidos demonstram as propriedades antioxidantes e de inibição da oxidação da LDL da H. incrassata e podem contribuir para as evidências de futuras aplicações fitoterapêuticas desta alga.

Comparison in the efficiency of different murine lines for genotoxicity assays.

The aim of this research was to compare the efficiency of different murine lines for genotoxicity assays. Rats and mice of different murine lines were used. The spontaneous and induced indexes were evaluated according to alkaline comet assay of peripheral blood leukocytes, micronucleus and chromosomic aberration assay of bone marrow cell, and sperm head morphology assay. In most of the evaluated assays the line of Balb/c mice turned out to be the ideal biomodel, with less spontaneous indexes and high induced indexes to the mutagen used; allowing to detect in a narrow error margin those substances that are classified of very low genotoxicity. These results demonstrate that genetically the line of Balb/c mice in both sexes is more stable than the other ones evaluated. This suggests the use of the Balb/c line on in vivo genotoxicity assay will increase sensibility and robustness.

Las algas marinas como fuentes de fitofármacos antioxidantes / Seaweeds as sources of antioxidant phytomedicines

Por causa del estrés oxidativo a que se encuentran sometidas constantemente, las algas marinas son organismos que presentan en su composición química cantidades apreciables de compuestos antioxidantes, entre los que se encuentran compuestos lipofílicos como ácidos grasos insaturados, clorofila y carotenos; compuestos hidrofílicos como polifenoles y vitamina C; y polisacáridos...(AU)

As seaweeds are constantly exposed to oxidative stress conditions, significant quantities of antioxidant compounds are found in their chemical composition such as lypophilic compounds like unsaturated fatty acids, chlorophyll and carotenoids; hydrophilic compounds like polyphenols and vitamin C, and polysaccharides...(AU)

Las algas marinas como fuentes de fitofármacos antioxidantes: [revisión] / Seaweeds as sources of antioxidant phytomedicines: [review]

Por causa del estrés oxidativo a que se encuentran sometidas constantemente, las algas marinas son organismos que presentan en su composición química cantidades apreciables de compuestos antioxidantes, entre los que se encuentran compuestos lipofílicos como ácidos grasos insaturados, clorofila y carotenos; compuestos hidrofílicos como polifenoles y vitamina C; y polisacáridos...

As seaweeds are constantly exposed to oxidative stress conditions, significant quantities of antioxidant compounds are found in their chemical composition such as lypophilic compounds like unsaturated fatty acids, chlorophyll and carotenoids; hydrophilic compounds like polyphenols and vitamin C, and polysaccharides...

Actividad antioxidante y ácidos fenólicos del alga marina Bryothamnion triquetrum (S G Gmelim) Howe / Antioxidant activity related to phenolic acids in the aqueous extract of the marine seaweed Bryothamnin triquetrum (S G Gmelim) Howe

El estrés oxidativo esta asociado con diferentes patologías de altas incidencias en el hombre, entonces la busqueda de antioxidantes naturales reviste una extraordinaria importancia. El objetivo del presente trabajo fue demostrar la actividad antioxidante del alga marina Bryothamnion triquetrum y los posibles compuestos que pudieran explicar esta actividad. El extracto acuoso de esta alga contiene 8.08 mg de polifenoles totales/g de extracto liofilizado y una concentración inhibitoria media ('CI IND.50') de la lipoperoxidación espontanea de 23.3µg. Se realizo un fraccionamiento con extracciones liquido-liquido, TLC'GAMA' columna de Amberlite XAD-2, monitoreado por TLC'GAMA' actividad antioxidante...

Concentraciones séricas de calcio y magnesio en alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación / Serum concentrations of calcium and magnesium in alcoholics in the course of detoxification treatment

Se examinaron los cambios de las concentraciones de calcio y magnesio séricos en 24 individuos alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación. El grupo control estuvo compuesto por individuos supuestamente sanos. Las concentraciones de calcio y magnesio séricos en el grupo de alcohólicos al inicio del tratamiento fueron significativamente más bajas que las del grupo control y por debajo del intervalo de valores normales. Después del tratamiento de desintoxicación, se observaron valores similares a los del grupo control pero aún por debajo del intervalo de valores normales para estos minerales. Los resultados indican que los alcohólicos incluidos en este trabajo se enfrentaron a un riesgo nutricional y fisiológico superior al esperado por concepto de la ingestión continuada de alcohol(AU)

Concentraciones séricas de calcio y magnesio en alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación / Serum concentrations of calcium and magnesium in alcoholics in the course of detoxification treatment

Se examinaron los cambios de las concentraciones de calcio y magnesio séricos en 24 individuos alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación. El grupo control estuvo compuesto por individuos supuestamente sanos. Las concentraciones de calcio y magnesio séricos en el grupo de alcohólicos al inicio del tratamiento fueron significativamente más bajas que las del grupo control y por debajo del intervalo de valores normales. Después del tratamiento de desintoxicación, se observaron valores similares a los del grupo control pero aún por debajo del intervalo de valores normales para estos minerales. Los resultados indican que los alcohólicos incluidos en este trabajo se enfrentaron a un riesgo nutricional y fisiológico superior al esperado por concepto de la ingestión continuada de alcohol

Concentraciones séricas de calcio y magnesio en alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación / Serum concentration of calcium and magnesium in alcoholics during the detoxification treatment

Se examinaron los cambios de las concentraciones de calcio y magnesio séricos en 24 individuos alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación. El grupo control estuvo compuesto por individuos abstemios supuestamente sanos. Las concentraciones de calcio y magnesio séricos en el grupo de alcohólicos al inicio del tratamiento fueron significativamente más bajas que las del grupo control y por debajo del intervalo de valores normales. Después del tratamiento de desintoxicación se observaron valores similares a los del grupo control pero aún por debajo del intervalo de valores normales para estos minerales. Los resultados indican que los alcohólicos estudiados en este trabajo se enfrentaron a un riesgo nutricional y fisiológico superior al esperado por concepto de la ingestión continuada de alcohol(AU)

Concentraciones séricas de calcio y magnesio en alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación / Serum concentration of calcium and magnesium in alcoholics during the detoxification treatment

Se examinaron los cambios de las concentraciones de calcio y magnesio séricos en 24 individuos alcohólicos durante el tratamiento de desintoxicación. El grupo control estuvo compuesto por individuos abstemios supuestamente sanos. Las concentraciones de calcio y magnesio séricos en el grupo de alcohólicos al inicio del tratamiento fueron significativamente más bajas que las del grupo control y por debajo del intervalo de valores normales. Después del tratamiento de desintoxicación se observaron valores similares a los del grupo control pero aún por debajo del intervalo de valores normales para estos minerales. Los resultados indican que los alcohólicos estudiados en este trabajo se enfrentaron a un riesgo nutricional y fisiológico superior al esperado por concepto de la ingestión continuada de alcohol