Effect of antioxidant supplementation on the auditory threshold in sensorineural hearing loss: a meta-analysis / Efeito da suplementação de antioxidantes sobre o limiar auditivo na perda auditiva neurosensorial: uma metanálise

Abstract Introduction: Hearing loss is conceptualized as any impairment of the ability to hear and/or detect speech or environment sounds, regardless of cause, type, or degree. It may occur at different stages of life; during pregnancy or childbirth, in childhood, adulthood or old age. It should be noted that aging is the most common cause of sensorineural hearing loss followed by noise-induced hearing loss, and both are closely related to the formation of reactive oxygen species. Dietary antioxidant supplementation has been employed as a therapeutic strategy to prevent and/or delay the risks of major human diseases. Objective: To assess randomized clinical trials to determine the effect of antioxidant supplementation on the auditory thresholds in patients of different age groups with sensorineural hearing loss. Methods: This systematic review consisted of a search in the following databases: MEDLINE, CENTRAL, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, LILACS, SciELO and ClinicalTrials.gov. Additionally, the gray literature was also searched. The search strategy included terms related to the intervention (antioxidant supplementation), primary outcome (sensorineural hearing loss), as well as terms related to randomized clinical trials to improve search sensitivity. Results: Based on 977 potentially relevant records identified through the search in the databases, ten full-text publications were retrieved for further evaluation. The increase in threshold at the 4 kHz frequency was statistically higher in the control group (1.89 [1.01-2.78], p < 0.0001) when compared to the NAC group and the ginseng group, whereas at 6 kHz, the threshold increase was higher in the control group (1.42 [−1.14-3.97], p = 0.28), but no statistically significant differences were found between groups. Conclusion: Ginseng was the antioxidant agent that showed the best effect in preventing auditory threshold worsening at the frequency of 4 kHz, but not at 6 kHz in patients with sensorineural hearing loss caused by exposure to high sound pressure levels. There was no improvement in the thresholds with vitamin E supplementation.

Resumo Introdução: A perda auditiva é conceituada como qualquer diminuição da capacidade de ouvir e/ou detectar sons da fala ou do ambiente, independentemente da causa, tipo ou grau e pode ocorrer em diversos estágios da vida, durante a gestação ou parto, na infância, vida adulta ou na terceira idade. Convém destacar que o envelhecimento é a primeira causa de perda auditiva do tipo sensorioneural e em segundo lugar a perda auditiva induzida pelo ruído, ambas estão intimamente relacionadas com a formação de espécies reativas de oxigênio. Evidências têm sido acumuladas indicando que a suplementação com antioxidantes via alimentação tornou-se estratégia terapêutica para prevenir e/ou retardar os riscos das principais doenças humanas. Objetivo: Avaliar ensaios clínicos aleatórios para determinar qual o efeito da suplementação com antioxidantes sobre o limiar auditivo na perda auditiva sensorioneural em pacientes de diversas faixas etárias. Método: A formulação desta revisão sistemática consistiu na busca dos estudos nas seguintes bases de dados: MEDLINE, CENTRAL, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, LILACS, SciELO e ClinicalTrials.gov. Adicionalmente, a literatura cinzenta também foi pesquisada. A estratégia de busca incluiu termos relacionados à intervenção (suplementação de antioxidantes), o desfecho primário (perda auditiva sensorioneural), bem como termos relacionados aos ensaios clínicos randomizados para melhorar e a sensibilidade da busca. Resultados: A partir de 977 registros potencialmente relevantes identificados através da busca nas bases de dados, dez publicações em texto completo foram recuperadas para avaliação mais aprofundada. O aumento no limiar na frequência de 4 kHz foi estatisticamente maior no Grupo Controle (1,89 [1,01-2,78], p < 0,0001) quando comparados com o Grupo NAC e o Grupo Ginseng, já na frequência de 6 kHz o aumento no limiar foi maior no Grupo Controle (1,42 [-1,14-3,97], p = 0,28), porém, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre grupos. Conclusão: O Ginseng foi o antioxidante que evitou a piora do limiar auditivo na frequência de 4 kHz, mas não em 6 kHz, em pacientes com perda auditiva sensorioneural causada por exposição a elevados níveis de pressão sonora. Não foi observada melhora nos limiares com a suplementação com Vitamina E.

Effect of antioxidant supplementation on the auditory threshold in sensorineural hearing loss: a meta-analysis.

INTRODUCTION: Hearing loss is conceptualized as any impairment of the ability to hear and/or detect speech or environment sounds, regardless of cause, type, or degree. It may occur at different stages of life; during pregnancy or childbirth, in childhood, adulthood or old age. It should be noted that aging is the most common cause of sensorineural hearing loss followed by noise-induced hearing loss, and both are closely related to the formation of reactive oxygen species. Dietary antioxidant supplementation has been employed as a therapeutic strategy to prevent and/or delay the risks of major human diseases. OBJECTIVE: To assess randomized clinical trials to determine the effect of antioxidant supplementation on the auditory thresholds in patients of different age groups with sensorineural hearing loss. METHODS: This systematic review consisted of a search in the following databases: MEDLINE, CENTRAL, ScienceDirect, Scopus, Web of Science, LILACS, SciELO and ClinicalTrials.gov. Additionally, the gray literature was also searched. The search strategy included terms related to the intervention (antioxidant supplementation), primary outcome (sensorineural hearing loss), as well as terms related to randomized clinical trials to improve search sensitivity. RESULTS: Based on 977 potentially relevant records identified through the search in the databases, ten full-text publications were retrieved for further evaluation. The increase in threshold at the 4kHz frequency was statistically higher in the control group (1.89 [1.01-2.78], p<0.0001) when compared to the NAC group and the ginseng group, whereas at 6kHz, the threshold increase was higher in the control group (1.42 [-1.14-3.97], p=0.28), but no statistically significant differences were found between groups. CONCLUSION: Ginseng was the antioxidant agent that showed the best effect in preventing auditory threshold worsening at the frequency of 4kHz, but not at 6kHz in patients with sensorineural hearing loss caused by exposure to high sound pressure levels. There was no improvement in the thresholds with vitamin E supplementation.

Efeitos do tratamento crônico com apocinina sobre a resposta vasoconstritora da angiotensina II em ratos espontaneamente hipertensos / Effect of chronic treatment with apocynin on the vasoconstrictor response of angiotensin II in spontaneously hypertensive rats

A enzima NAD(P)H oxidase (NOX) é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (ERO) no sistema cardiovascular e sua atividade e expressão podem ser regulada pela angiotensina (Ang) II. Demonstramos previamente que o tratamento crônico com apocinina, um inibidor de NOX, reduziu a pressão arterial e preveniu o desenvolvimento da disfunção endotelial em SHR. Estes efeitos da apocinina foram associados a redução de geração de ERO e ao aumento da biodisponibilidade de óxido nítrico em células endoteliais de SHR. Dados de nosso laboratório mostraram que o tratamento com apocinina, também reduziu o efeito pressor da Ang II em SHR. A associação entre Ang II, via receptores AT1, e o estresse oxidativo tem sido implicada na patogênese da hipertensão. Levantamos a hipótese que a apocinina, ao alterar a sinalização redox, reduz a expressão de receptores AT1 e a resposta vasoconstritora da Ang II em SHR. Neste estudo, avaliamos o efeito do tratamento crônico com apocinina sobre as respostas contráteis à Ang II em vasos sanguíneos de SHR e os mecanismos envolvidos nestes efeitos, utilizando ensaios bioquímicos, biomoleculares e funcionais. SHR foram tratados com apocinina (30 mg/Kg, v.o.) da 4ª a 10ª semana de vida e ratos Wistar foram utilizados como controle normotenso. Analisamos os efeitos da apocinina na capacidade antioxidante plasmática, expressão de NOX, geração de ERO, níveis de nitrato/ nitrito, expressão de receptores AT1 e AT2, e respostas vasoconstritoras à Ang II em artéria mesentérica e aorta. O tratamento de SHR com apocinina aumentou a capacidade antioxidante plasmática, os níveis de nitrato/nitrito, não alterou a expressão de receptores AT1 ou AT2 em artérias mesentéricas, mas aumentou a expressão de AT2, mas não de AT1, em aorta de SHR. Além disto, o tratamento com apocinina diminuiu a expressão de NOX2 e p47phox e a produção de ERO. O tratamento com apocinina aumentou a modulação do endotélio e/ou da atividade da NOS sobre as respostas vasoconstritoras à Ang II em artérias mesentéricas de SHR, mas não alterou a reatividade de aortas de SHR à Ang II. A menor reatividade de artérias de resistência à Ang II levaria a menor resistência vascular periférica e consequentemente a redução da pressão arterial média e do efeito pressor da Ang II em SHR tratados com apocinina, como observado previamente. O mecanismo de ação da apocinina envolvido neste efeito está associado a importantes alterações redox que determinam uma maior modulação endotelial dependente de NOS das respostas vasoconstritoras da Ang II, mas não envolve alterações na expressão de receptores AT1 em vasos de SHR(AU)

NAD(P)H oxidase (NOX) is the major source of reactive oxygen species (ROS) in the cardiovascular system and its activity and expression could be regulated by angiotensin (Ang) II. We previously demonstrated that chronic treatment with apocynin, a NOX inhibitor, reduced blood pressure and prevented the development of endothelial dysfunction in SHR. These effects of apocynin have been associated with reduced generation of ROS and increased bioavailability of nitric oxide in endothelial cells of SHR. Data from our laboratory showed that treatment with apocynin also reduced the pressor effect of Ang II on SHR. The association between Ang II, via AT1 receptors, and oxidative stress has been implicated in the pathogenesis of hypertension. We hypothesized that apocynin, altering redox signaling, could reduce expression of AT1 receptors and Ang II vasoconstrictor response in SHR. In this study, we evaluated the effect of chronic treatment with apocynin on the contractile responses to Ang II in blood vessels of SHR and the mechanisms involved in the effects of these on biochemical, biomolecular and functional assays. SHR were treated with apocynin (30 mg/kg, p.o.) from the 4 th to the 10th week of life and Wistar rats were used as normotensive control. Analysis of the effects of apocynin on plasma antioxidant capacity, NOX expression, ROS generation, nitrate/ nitrite levels, expression of AT1 and AT2 receptors, and vasoconstrictor responses to Ang II on mesenteric and aortic arteries. Treatment of SHR with apocynin increased plasma antioxidant capacity, nitrate/ nitrite levels, did not alter AT1 or AT2 receptor expression in mesenteric arteries, but increased expression of AT2, but not AT1, in SHR aorta. In addition, treatment with apocynin decreased expression of NOX2 and p47phox and ROS generation. Treatment with apocynin increased endothelium modulation and/or NOS activity on Ang II vasoconstrictor responses in mesenteric arteries of SHR, but did not alter the reactivity to Ang II in aortas of SHR. The lower reactivity of Ang II in resistance arteries would lead to lower peripheral vascular resistance and consequently the reduction of mean arterial pressure and Ang II pressor effect in SHR treated with apocynin, as previously observed. The mechanism of action of the apostate involved in this effect is associated with important redox changes that determine a greater NOS-dependent endothelial modulation of the vasoconstrictor responses of Ang II, but does not involve expression in the expression of AT1 receptors in SHR vessels(AU)

Oxidative stress in the pathophysiology of metabolic syndrome: which mechanisms are involved? / Estresse oxidativo na fisiopatologia da síndrome metabólica: quais mecanismos estão envolvidos?

ABSTRACTMetabolic syndrome (MS) is a combination of cardiometabolic risk factors, including obesity, hyperglycemia, hypertriglyceridemia, dyslipidemia and hypertension. Several studies report that oxidative condition caused by overproduction of reactive oxygen species (ROS) plays an important role in the development of MS. Our body has natural antioxidant system to reduce oxidative stress, which consists of numerous endogenous and exogenous components and antioxidants enzymes that are able to inactivate ROS. The main antioxidant defense enzymes that contribute to reduce oxidative stress are superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and gluthatione peroxidase (GPx). The high-density lipoprotein cholesterol (HDL-c) is also associated with oxidative stress because it presents antioxidant and anti-inflammatory properties. HDL-c antioxidant activity may be attributed at least in part, to serum paraoxonase 1 (PON1) activity. Furthermore, derivatives of reactive oxygen metabolites (d-ROMs) also stand out as acting in cardiovascular disease and diabetes, by the imbalance in ROS production, and close relationship with inflammation. Recent reports have indicated the gamma-glutamyl transferase (GGT) as a promising biomarker for diagnosis of MS, because it is related to oxidative stress, since it plays an important role in the metabolism of extracellular glutathione. Based on this, several studies have searched for better markers for oxidative stress involved in development of MS.

RESUMOA síndrome metabólica (SM) representa uma conjunção de fatores de risco cardiometabólicos, incluindo obesidade, hiperglicemia, hipertrigliceridemia, dislipidemia e hipertensão. Vários estudos reportam que a condição oxidativa causada pela superprodução de espécies reativas de oxigênio (EROs) desempenha importante papel no desenvolvimento da SM. Nosso organismo apresenta sistema antioxidante natural para diminuir o estresse oxidativo, o qual consiste em numerosos componentes endógenos e exógenos e enzimas antioxidantes que são capazes de inativar as EROs. As principais enzimas de defesa antioxidante que contribuem para o processo de redução do estresse oxidativo são a superóxido dismutase (SOD), a catalase (CAT) e a glutationa peroxidase (GPx). O colesterol associado à lipoproteína de alta densidade (HDL-c) também está relacionado com o estresse oxidativo por apresentar propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. A atividade antioxidante do HDL-c pode ser atribuída, pelo menos em parte, à atividade da paraoxonase 1 (PON1) sérica. Além disso, os metabólitos derivados de oxigênio reativo (d-ROMs) também se destacam como atuantes nas doenças cardiovasculares e no diabetes, pelo desequilíbrio na produção de EROs, tendo relação importante com a inflamação. Relatos recentes vêm apontando a gama-glutamiltransferase (GGT) como biomarcador promissor para diagnóstico da SM, pois esta se associa ao estresse oxidativo, uma vez que desempenha papel relevante no metabolismo extracelular de glutationa. Com base nisso, vários estudos vêm buscando melhores marcadores do estresse oxidativo e sua relação com o desenvolvimento da SM.

Peri-intraventricular hemorrhage and oxidative and inflammatory stress markers in very-low birth weight newborns / Hemorragia peri-intraventricular e marcadores de estresse oxidativo e inflamatório em RNs de muito baixo peso ao nascer

OBJECTIVES: To evaluate the association between oxidative and inflammatory stress markers with peri-intraventricular hemorrhage (PIVH) in very-low birth weight newborns.METHODS: This was a prospective study conducted in a level III neonatal unit. Basal and stimulated reactive oxygen intermediates (ROIs), reduced glutathione (GSH), and interleukin-6 (IL-6) levels were measured in umbilical cord blood. Newborns underwent serial ultrasound at the bedside, at 6, 12, 24, and 72 hours of life and at seven days for the diagnosis of PIVH, classified as grades I to IV. Two groups were assessed, those with and without PIVH; maternal and neonatal control variables were used for comparison. Univariate and multiple regression analyses were applied.RESULTS: A total of 125 newborns were assessed. PIVH incidence rate was 12.0%. In the univariate analysis, basal ROI, the use of two or more doses of corticosteroids, birth weight < 1,000 g, ventilatory support use, and SNAPPE II value ≥ 22 were significantly associated with PIVH. However, in the multivariate analysis, only antenatal steroid use was independently associated with the disease (OR 0,194; 95% CI: 0,048 to 0,773; p=0,02).CONCLUSION: ROI, GSH, and IL-6 levels were not associated with the occurrence of PIVH in very-low birth weight infants.

OBJETIVOS: Avaliar a associação entre marcadores de estresse oxidativo e inflamatório com a hemorragia peri- e intraventricular (HPIV) em recém-nascidos (RN) de muito baixo peso ao nascer.MÉTODOS: Estudo prospectivo em unidade neonatal nível III. Foi feita dosagem em sangue de cordão umbilical de intermediários reativos de oxigênio (ROI) basal e estimulado, glutationa reduzida (GR) e interleucina-6 (IL-6). Recém-nascidos foram submetidos a ultrassonografia seriada, à beira do leito, com seis, 12, 24 e 72 horas de vida e sete dias para o diagnóstico de HPIV, classificada em graus de I a IV. Foram avaliados dois grupos: com e sem HPIV e variáveis de controle maternas e neonatais foram usadas para comparação. Análise univariada e de regressão múltipla foram aplicados.RESULTADOS: Foram avaliados 125 recém-nascidos. A taxa de incidência de HPIV foi de 12%. Na análise univariada o valor basal de ROI, o uso de duas ou mais doses de corticosteroide, peso ao nascer menor do que 1.000 g, o uso de assistência respiratória e valor de SNAPPE II maior ou igual a 22 foram significativamente associados à HPIV. Porém, na análise multivariada, apenas o uso antenatal de esteroides se mostrou independentemente associado à doença (OR 1,94 IC95% 0,048-0,773 p = 0,02).CONCLUSÃO: ROI, GR e Il-6 não foram associados à ocorrência de HPIV em RN de muito baixo peso ao nascer.

Trans-resveratrol reduces cardiac oxidative stress in rats exposed to cigarette smoke / O trans-resveratrol reduz o estresse oxidativo cardíaco de ratos expostos à fumaça de cigarro

Differences between reactive oxygen species and antioxidant defense system unbalance the redox status. The exposure to cigarette smoke can increase this imbalance. Trans-resveratrol is a polyphenol with great antioxidant action that reduces the oxidative stress. This study investigated the effect of the trans-resveratrol supplementation on the cardiac oxidative stress in rats exposed to cigarette smoke. Male Wistar rats were randomized into four groups: Control Group (CG), Exposure to Smoke Group (ESG), Antioxidant Group (AG) and Exposure to Smoke plus Antioxidant Group (ESAG). Animals were exposed to cigarette smoke and supplemented with trans-resveratrol (6.0 mg kg-1) for two months. The lipid peroxidation (TBARS) and the enzymatic activity of catalase (CAT) were measured in the cardiac muscle. The ESG presented the highest lipid peroxidation level compared with CG (p < 0.001), AG (p < 0.001) and ESAG (p < 0.006). The CAT activity was higher in the AG (p < 0.001) and ESAG (p < 0.001) compared with CG. The ESG presented lower CAT activity compared with the ESAG (p < 0.001). The supplementation of Trans-resveratrol attenuated the cardiac oxidative stress and increased the activity of catalase. Our findings evidenced the cardioprotective effect of trans-resveratrol in rats exposed to cigarette smoke.

Diferenças entre espécies reativas de oxigênio e sistema de defesa antioxidante desequilibram o estado redox. Exposição à fumaça de cigarro pode aumentar esse desequilíbrio. Trans-resveratrol é um polifenol com ação antioxidante que reduz o estresse oxidativo. O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos da suplementação com trans-resveratrol no estresse oxidativo cardíaco de ratos expostos à fumaça de cigarro. Randomização de 32 ratos Wistar machos em quatro grupos: Controle (CG), Exposição à Fumaça (ESG), Antioxidante (AG) e Exposição à Fumaça+Antioxidante (ESAG). Animais foram expostos à fumaça de cigarro e suplementados trans-resveratrol (6,0 mg kg-1) durante dois meses. Lipoperoxidação (TBARS) e atividade enzimática da catalase (CAT) foram mensuradas no músculo cardíaco. ESG apresentou maiores níveis de lipoperoxidação quando comparado ao CG (p < 0,001), AG (p < 0,001) e ao ESAG (p < 0,006). Atividade da CAT foi maior no AG (p < 0,001) e no ESAG (p < 0,001) quando comparados ao CG. ESG apresentou a menor atividade da CAT quando comparado ao ESAG (p < 0,001). A suplementação com trans-resveratrol atenuou o estresse oxidativo cardíaco e aumentou a atividade enzimática de defesa catalase. Esses resultados sugerem evidências de efeitos cardioprotetores do trans-resveratrol em ratos expostos à fumaça de cigarro.

Peri-intraventricular hemorrhage and oxidative and inflammatory stress markers in very-low birth weight newborns.

OBJECTIVES: To evaluate the association between oxidative and inflammatory stress markers with peri-intraventricular hemorrhage (PIVH) in very-low birth weight newborns. METHODS: This was a prospective study conducted in a level III neonatal unit. Basal and stimulated reactive oxygen intermediates (ROIs), reduced glutathione (GSH), and interleukin-6 (IL-6) levels were measured in umbilical cord blood. Newborns underwent serial ultrasound at the bedside, at 6, 12, 24, and 72hours of life and at seven days for the diagnosis of PIVH, classified as grades I to IV. Two groups were assessed, those with and without PIVH; maternal and neonatal control variables were used for comparison. Univariate and multiple regression analyses were applied. RESULTS: A total of 125 newborns were assessed. PIVH incidence rate was 12.0%. In the univariate analysis, basal ROI, the use of two or more doses of corticosteroids, birth weight<1,000g, ventilatory support use, and SNAPPE II value ≥ 22 were significantly associated with PIVH. However, in the multivariate analysis, only antenatal steroid use was independently associated with the disease (OR 0,194; 95% CI: 0,048 to 0,773; p=0,02). CONCLUSION: ROI, GSH, and IL-6 levels were not associated with the occurrence of PIVH in very-low birth weight infants.

Papel das espécies reativas de oxigênio na hiporreatividade de aortas à fenilefrina observada no final da prenhez de Ratas Espontaneamente Hipertensas (SHR) / Role of reactive oxygen species in hyporeactivity to phenylephrine observed in late pregnancy spontaneously hypertensive rats (SHR)

Estudos têm mostrado que em ratas prenhas normotensas ou hipertensas (SHR) há uma diminuição significativa da pressão arterial nos períodos finais da prenhez diretamente associada à redução da atividade simpática perivascular de leitos mesentéricos de ratas normotensas ou hipertensas (SHR). Essas alterações têm sido atribuídas a uma importante participação dos fatores relaxantes derivados do endotélio com destaque ao óxido nítrico (NO). Estudos recentes do nosso laboratório sugerem que o aumento da síntese de NO pela enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) ao final da prenhez ocorre por uma via menos dependente de cálcio, associada a fosforilação da eNOS em resíduos de Serina 1177, através da via PI3K/Akt/eNOS. Por outro lado, ratas hipertensas não prenhas apresentam uma disfunção endotelial e vascular ocasionada pelo aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), sendo o complexo enzimático NAD(P)H oxidase, uma importante fonte de ERO. A produção de ERO modula a biodisponibilidade de NO. Assim, uma diminuição das ERO durante a prenhez poderia contribuir para a redução da PA e modulação da reatividade vascular, dependente do endotélio, aos agonistas vasoconstritores. Nossa hipótese é que em SHR prenhas, a redução da produção de ERO na aorta contribuiria para o aumento da biodisponibilidade do NO e para a hiporreatividade de aortas à fenilefrina (PE). Para isso, o estresse oxidativo sistêmico e da aorta (TBARS) foram avaliados em ratas Wistar e SHR, prenhas (P) e não prenhas (NP). Analisamos o efeito hipotensor da Apocinina (30 mg/kg) e do Tempol (30 mg/kg). Anéis intactos de aorta torácica de P e NP foram estimulados com PE antes e após incubação (30 min) com Apocinina (100 μmol/L) ou Tempol (0,1 nmol/L). O efeito de Apocinina e do Tempol foi avaliado nas concentrações citosólicas de NO ([NO]), medidas pela intensidade de fluorescência do DAF-2DA (10 µmol/L), de ERO ([ERO]), medida pelo DHE (2,5 µmol/L) e Ca2+, medida pelo FLUO 3-AM...

Studies have shown that in normotensive or hypertensive pregnant rats (SHR) there is a significant decrease in blood pressure in late pregnancy directly associated with the reduction in sympathetic perivascular activity of mesenteric beds of normotensive or hypertensive rats (SHR). These changes have been attributed to an important role of endothelium-derived relaxing factors especially to nitric oxide (NO). Recent studies in our laboratory suggest that increased synthesis of NO by endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in late pregnancy is of a less calcium-dependent pathway associated with phosphorylation of eNOS on serine 1177 through via PI3K/Akt/ eNOS. On the other hand, do not exhibit a pregnant hypertensive rats and the vascular endothelial dysfunction caused by increased production of reactive oxygen species (ROS), the NAD(P)H oxidase enzyme complex, a major source of ROS. The ROS modulate the bioavailability of NO. Thus, a reduction of ROS during pregnancy could contribute to the reduction in blood pressure and modulation of vascular reactivity endothelium-dependent, to vasoconstrictor agonists. Our hypothesis is that in pregnant spontaneous hypertensive rats (SHR), the reduction of ROS production in the aorta contribute to increase the bioavailability of NO and hyporeactivity to aortae phenylephrine (PE). For this reason, systemic oxidative stress and aorta (TBARS) were valued in Wistar and SHR rats, pregnant (P) and non-pregnant (NP). We analyzed the hypotensive effect of Apocynin (30 mg/kg) and Tempol (30 mg/kg). Intact rings of thoracic aorta of P and NP were stimulated with PE before and after incubation (30 min) with apocynin (100 mmol/L) or Tempol (0,1 nmol/L). The effect of Apocynin and Tempol was evaluated in the cytosolic concentration of NO ([NO]) as measured by fluorescence intensity of DAF-2DA (10 µmol/L), ROS ([ROS]), as measured by DHE (2,5 µmol/L) and Ca2+, as measured by FLUO-3 AM (5 µmol/L) in isolated aortic endothelial cells. We...

Papel das espécies reativas de oxigênio na hiporreatividade de aortas à fenilefrina observada no final da prenhez de Ratas Espontaneamente Hipertensas (SHR) / Role of reactive oxygen species in hyporeactivity to phenylephrine observed in late pregnancy spontaneously hypertensive rats (SHR)

Estudos têm mostrado que em ratas prenhas normotensas ou hipertensas (SHR) há uma diminuição significativa da pressão arterial nos períodos finais da prenhez diretamente associada à redução da atividade simpática perivascular de leitos mesentéricos de ratas normotensas ou hipertensas (SHR). Essas alterações têm sido atribuídas a uma importante participação dos fatores relaxantes derivados do endotélio com destaque ao óxido nítrico (NO). Estudos recentes do nosso laboratório sugerem que o aumento da síntese de NO pela enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) ao final da prenhez ocorre por uma via menos dependente de cálcio, associada a fosforilação da eNOS em resíduos de Serina 1177, através da via PI3K/Akt/eNOS. Por outro lado, ratas hipertensas não prenhas apresentam uma disfunção endotelial e vascular ocasionada pelo aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO), sendo o complexo enzimático NAD(P)H oxidase, uma importante fonte de ERO. A produção de ERO modula a biodisponibilidade de NO. Assim, uma diminuição das ERO durante a prenhez poderia contribuir para a redução da PA e modulação da reatividade vascular, dependente do endotélio, aos agonistas vasoconstritores. Nossa hipótese é que em SHR prenhas, a redução da produção de ERO na aorta contribuiria para o aumento da biodisponibilidade do NO e para a hiporreatividade de aortas à fenilefrina (PE). Para isso, o estresse oxidativo sistêmico e da aorta (TBARS) foram avaliados em ratas Wistar e SHR, prenhas (P) e não prenhas (NP). Analisamos o efeito hipotensor da Apocinina (30 mg/kg) e do Tempol (30 mg/kg). Anéis intactos de aorta torácica de P e NP foram estimulados com PE antes e após incubação (30 min) com Apocinina (100 μmol/L) ou Tempol (0,1 nmol/L). O efeito de Apocinina e do Tempol foi avaliado nas concentrações citosólicas de NO ([NO]), medidas pela intensidade de fluorescência do DAF-2DA (10 µmol/L), de ERO ([ERO]), medida pelo DHE (2,5 µmol/L) e Ca2+, medida pelo FLUO 3-AM...

Studies have shown that in normotensive or hypertensive pregnant rats (SHR) there is a significant decrease in blood pressure in late pregnancy directly associated with the reduction in sympathetic perivascular activity of mesenteric beds of normotensive or hypertensive rats (SHR). These changes have been attributed to an important role of endothelium-derived relaxing factors especially to nitric oxide (NO). Recent studies in our laboratory suggest that increased synthesis of NO by endothelial nitric oxide synthase (eNOS) in late pregnancy is of a less calcium-dependent pathway associated with phosphorylation of eNOS on serine 1177 through via PI3K/Akt/ eNOS. On the other hand, do not exhibit a pregnant hypertensive rats and the vascular endothelial dysfunction caused by increased production of reactive oxygen species (ROS), the NAD(P)H oxidase enzyme complex, a major source of ROS. The ROS modulate the bioavailability of NO. Thus, a reduction of ROS during pregnancy could contribute to the reduction in blood pressure and modulation of vascular reactivity endothelium-dependent, to vasoconstrictor agonists. Our hypothesis is that in pregnant spontaneous hypertensive rats (SHR), the reduction of ROS production in the aorta contribute to increase the bioavailability of NO and hyporeactivity to aortae phenylephrine (PE). For this reason, systemic oxidative stress and aorta (TBARS) were valued in Wistar and SHR rats, pregnant (P) and non-pregnant (NP). We analyzed the hypotensive effect of Apocynin (30 mg/kg) and Tempol (30 mg/kg). Intact rings of thoracic aorta of P and NP were stimulated with PE before and after incubation (30 min) with apocynin (100 mmol/L) or Tempol (0,1 nmol/L). The effect of Apocynin and Tempol was evaluated in the cytosolic concentration of NO ([NO]) as measured by fluorescence intensity of DAF-2DA (10 µmol/L), ROS ([ROS]), as measured by DHE (2,5 µmol/L) and Ca2+, as measured by FLUO-3 AM (5 µmol/L) in isolated aortic endothelial cells. We...

Dissulfeto isomerase proteica como via integrativa entre estresse oxidativo e resposta a proteínas mal-enoveladas na reparação à lesão vascular / Protein disulfide isomerase as an integrative way between oxidative stress and unfolded protein response during vascular repair to injury

O remodelamento vascular é um determinante fundamental do lúmen em doenças vasculares, porém os mecanismos envolvidos não estão completamente elucidados. Nós investigamos o papel da chaperona redox residente do retículo endoplasmático Dissulfeto Isomerase Proteica (PDI) e sua fração localizada na superfície celular (peri/epicelular=pecPDI) no calibre e arquitetura vascular durante reparação à lesão. Em artérias ilíacas de coelho submetidas à lesão in vivo, houve importante aumento do mRNA e expressão proteica (~25x aumento 14 dias pós-lesão vs. controle) da PDI. O silenciamento da PDI por siRNA (cultura de órgãos) acentuou o estresse do retículo e apoptose, diferentemente da inibição da pecPDI com anticorpo neutralizante (PDI Ab). Bloqueio in vivo da pecPDI por aplicação de gel perivascular contendo PDI Ab no 12° dia após lesão, com análise após 48 h, promoveu ca.25% redução no calibre vascular analisado por arteriografia e diminuição similar na área total do vaso detectada por tomografia de coerência óptica. Neste processo, não ocorreu alteração no tamanho da neoíntima, indicando assim, que PDI Ab acentuou remodelamento constrictivo. Neutralização da pecPDI promoveu importantes alterações na arquitetura da matriz de colágeno e citoesqueleto, resultando em fibras com orientação invertida e desorganizadas. Diminuição na produção de espécies reativas de oxigênio e óxidos de nitrogênio também ocorreu. Análise de propriedades viscoelásticas nas artérias indicou redução na ductilidade vascular, evidenciada pela menor distância para ruptura. As alterações subcelulares no citoesqueleto observadas in vivo após PDI Ab foram recapituladas em um modelo de estiramento cíclico em células musculares lisas vasculares, com importante redução na formação das fibras de estresse. Em modelo de migração randômica de células musculares lisas, a exposição a PDI Ab reduziu a resiliência de regulação da polaridade. Embora a neutralização da pecPDI não tenha afetado a atividade...

Whole-vessel remodeling is a critical lumen caliber determinant in vascular disease, but underlying mechanisms are poorly understood. We investigated the role of endoplasmic reticulum chaperone Protein Disulfide Isomerase(PDI) and cell-surface PDI(peri/epicellular=pecPDI) pool in vascular caliber and architecture during vascular repair after injury(AI). After rabbit iliac artery balloon injury, there was marked increase in PDI mRNA and protein (25-fold vs. basal at day 14AI), with increase in both intracellular and pecPDI. Silencing PDI by siRNA (organ culture) induced ER stress augmentation and apoptosis, contrarily to pecPDI neutralization with PDI-antibody(PDI Ab). PecPDI neutralization in vivo with PDIAb-containing perivascular gel from days 12-14AI promoted ca.25% decrease in vascular caliber at arteriography and similar decreases in total vessel circumference at optical coherence tomography, without changing neointima, indicating increased constrictive remodeling. PecPDI neutralization promoted marked changes in collagen and cytoskeleton architecture, with inverted fiber orientation and disorganization. Decreased ROS and nitrogen oxide production also occurred. Viscoelastic artery properties assessment showed decreased ductility, evidenced by decreased distance to rupture. Subcellular cytoskeletal disruption by PDI Ab was recapitulated in vascular smooth muscle cell stretch model, with marked decrease in stress fiber buildup. Also, PDI Ab incubation promoted decreased regulation resilience of vascular smooth muscle migration properties. While pecPDI neutralization did not affect global RhoA activity, there was altered RhoA redistribution to the cell surface and association with caveolin-containing clusters, which mislocalized after stretch. In human coronary atheromas, PDI expression inversely correlated with constrictive remodeling. Thus, strongly-expressed PDI after injury reshapes matrix and cytoskeleton architecture to support an...

N-acetilcisteína e deferoxamina protegem contra insuficiência renal aguda induzida por isquemia/reperfusão em ratos / N-acetylcysteine and deferrioxamine protects against acute renal failure induced by ischemia/reperfusion in rats

OBJETIVO: Os antioxidantes são largamente utilizados em modelos animal para prevenir lesão renal após isquemia/reperfusão. Uma questão importante é se os benefícios dos antioxidantes são aditivos ou não. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos protetores da N-acetilcisteína com deferoxamina, em modelo animal, de isquemia renal/traumatismo por reperfusão. MÉTODOS: A isquemia renal bilateral foi mantida por 45 minutos. N-acetilcisteína, deferoxamina ou ambas foram administradas na aorta, acima das artérias renais, antes da isquemia. Cinco ratos de cada grupo foram sacrificados, entre 1, 6 ou 12 horas após reperfusão, para determinar a creatinina no sangue, os parâmetros de danos oxidativos no rim e a atividade da mieloperoxidase. RESULTADOS: A associação de N-acetilcisteína e deferoxamina, mas não o uso isolado de cada uma, evitou o aumento da creatinina após isquemia/reperfusão. Tal evento foi seguido de diminuição consistente da atividade da mieloperoxidase e dos parâmetros de danos oxidativos, tanto no córtex como na medula renais. CONCLUSÃO: O tratamento com N-acetilcisteína e deferoxamina mostrou-se superior ao uso de cada substância isoladamente em modelo animal de isquemia/reperfusão renal.

OBJECTIVE: Antioxidants are widely used in animal models to prevent renal injury after ischemia/reperfusion, but it is unknown if the benefits of antioxidants are additive. In this study, we aimed to investigate the protective effects of N-acetylcysteine plus deferoxamine in an animal model of kidney ischemia/reperfusion injury. METHODS: Bilateral kidney ischemia was mastintained for 45 minutes. N-acetylcysteine, deferoxamine or both were administered into the aorta above the renal arteries immediately prior to induction of ischemia. Five rats from each group were sacrificed 1, 6 or 12 hours after reperfusion for the determination of blood creatinine, kidney oxidative damage parameters and myeloperoxidase activity. RESULTS: The combination of N-acetylcysteine and deferoxamine, but not their isolated use, prevented the increase in creatinine after ischemia/reperfusion. This prevention was followed by a consistent decrease in myeloperoxidase activity and oxidative damage parameters both in the kidney cortex and medulla. CONCLUSION: Treatment with N-acetylcysteine and deferoxamine was superior to the isolated use of either compound in an animal model of kidney ischemia/reperfusion.

Desbalanço redox: NADPH oxidase como um alvo terapêutico no manejo cardiovascular / Redox unbalance: NADPH oxidase as therapeutic target in blood pressure control

Vários estudos destacam as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (ERONs) como importantes contribuintes na patogênese de numerosas doenças cardiovasculares, incluindo hipertensão, aterosclerose e falência cardíaca. Tais espécies são moléculas altamente bioativas e com vida curta derivadas, principalmente, da redução do oxigênio molecular. O complexo enzimático da NADPH oxidase é a maior fonte dessas espécies reativas na vasculatura. Sob condições fisiológicas, a formação e eliminação destas substâncias aparecem balanceadas na parede vascular. Durante o desbalanço redox, entretanto, há um aumento na atividade da NADPH oxidase e predomínio de agentes pró-oxidantes, superando a capacidade de defesa orgânica antioxidante. Além disso, tal hiperatividade enzimática reduz a biodisponibilidade do óxido nítrico, crucial para a vasodilatação e a manutenção da função vascular normal. Apesar de a NADPH oxidase relacionar-se diretamente à disfunção endotelial, foi primeiramente descrita por sua expressão em fagócitos, onde sua atividade determina a eficácia dos mecanismos de defesa orgânica contra patógenos. As sutis diferenças existentes entre as unidades estruturais das NADPH oxidases, a depender do tipo celular que as expressa, podem ter implicações terapêuticas, permitindo a inibição seletiva do desequilíbrio redox induzido pela NADPH oxidase, sem comprometer, entretanto, sua participação nas vias fisiológicas de sinalização celular que garantem a proteção contra microorganismos.

Several studies refer to reactive oxygen and nitrogen species (RONS) as important agents in the pathogenesis of a number of heart diseases, including high blood pressure, arteriosclerosis and heart failure. Such species are highly bioactive molecules and a short life due chiefly to reduction of molecular oxygen. The enzyme complex of NADPH oxidase is the main source of these reactive species in vascular system. Under physiological conditions, formation and elimination of these substances seem balanced in vascular wall. During redox Unbalance, nonetheless, there is increase in NADPH oxidase activity and predominance of pro-oxidizing agents, surpassing the anti-oxidant capacity of the organism self-defense. Besides this, such enzyme hyperactivity reduces the bioavailability of nitric oxide, capital for vasodilation and maintenance of normal vascular function. In spite of NADPH oxidase being directly connected to the endothelial dysfunction, it was firstly described as for its expression in phagocytes, where its activity determines efficiency of organism defense mechanisms against pathogens. Slight differences between structural units of NADPH oxidases, depending on the type of cell which expresses it, may create therapeutic implications, allowing to selectively inhibiting redox unbalance triggered by NADPH oxidase, without compromising, however, its participation in physiological cellular signaling which make sure protection against micro-organisms.

Geração de espécies reativas por exossomos plaquetários: um possível novo mecanismo de disfunção vascular na sepse / Generation of reactive oxygen species by platelet-derived exosomes: a possible novel mechanism of vascular dysfunction in sepsis

Sepse, a resposta do organismo a uma infecção, está associada a altas taxas de mortalidade. A razão pela qual um mecanismo protetor resulta num quadro clínico fatal permanece inexplicada. Em trabalho prévio nosso grupo demonstrou que exossomos de origem plaquetária são os mais frequentes em plasma de pacientes com choque séptico e que estes podem induzir apoptose em células musculares lisas vasculares e células endoteliais em cultura. Demonstramos ainda que tais exossomos possuíam uma fonte enzimática de ROS, uma NADPH oxidase cuja atividade poderia estar associada à indução da apoptose (Janiszewski et al., 2004). No presente trabalho, nós buscamos criar um modelo de geração ex vivo de exossomos similares aos encontrados em pacientes sépticos e identificar possíveis vias responsáveis pela liberação destes e seus efeitos. Choque séptico é uma condição relacionada com exposição a lipopolissacarídeo (LPS) e geração de alta quantidade de trombina, TNF e espécies reativas de nitrogênio. Através de citometria de fluxo revelamos que plaquetas humanas expostas ao doador de NO dietilamina-NONOato e ao LPS geraram exossomos similares àqueles encontrados em pacientes com choque séptico, expondo alta quantidade de tetraspaninas CD9, CD63 e CD81 mas pouca fosfatidilserina. Por outro lado, plaquetas expostas à trombina ou TNF liberaram partículas com características claramente distintas, com alta exposição de fosfatidilserina e baixa de tetraspaninas. Assim como os exossomos sépticos, os exossomos obtidos pela exposição de NO e LPS geraram radical superóxido e NO, como demonstrado pela quimioluminescência da lucigenina (5M) e celenterazinina (5M) e pela fluorescência da 4,5-diaminofluoresceína (10mM) e 2,7-diclorofluoresceína (10mM). A análise por Western Blot nos permitiu identificar as subunidades Nox1, Nox2 e p22phox da NADPH oxidase e a isoforma induzível da enzima NO sintase (NOS) nesses exossomos. Como esperado, inibidores da NOS e da NADPH oxidase...

Sepsis, the bodys response to infection, is associated with high mortality rates. Why a protective mechanism turns into a deadly clinical picture is a matter of debate, and goes largely unexplained. In previous work we demonstrated that plateled derived exosomes are found in the plasma of septic patients with septic shock and can induce endothelial and vascular smooth muscle cell apoptosis in culture through an enzymatic superoxide source (Janiszewski et al., 2004). In this work we sought to create a model for ex vivo generation of exosomes, and to identify the pathways responsible for ROS release by exosomes and their effects. Septic shock is a condition related to exposure of lipopolysaccharide (LPS), generation of high amounts of thrombin, TNF and nitrogen reactive species. Through flow cytometry we demonstrated that human platelets exposed to the NO-donor diethylamine-NONOate, and to LPS, generated exosomes similar to those found in the blood of septic shock patients, with high exposure of the tetraspanin CD9, CD63, and CD81, but little phosphatidylserine. On the other hand, platelets exposed to thrombin or TNF released particles with clearly distinct characteristics, such as high phosphatidylserine and low tetraspanin. Like the septic exosomes, the exosomes obtained by NO and LPS exposure generated superoxide radical and NO, as disclosed by lucigenin and coelenterazine chemiluminescence and by 4,5-diaminofluorescein and 2,7-dichlorofluorescein fluorescence. Western Blot analysis revealed the presence of Nox1, Nox2 and p22phox NADPH oxidase subunits and the inducible isoform of NO synthase (NOS) in these exosomes. As expected, NOS inhibitors or NADPH oxidase inhibitors significantly reduced the fluorescence and chemiluminescente signals. In addition, endothelial cells exposed to NO or LPS generated exosomes underwent apoptotic death, while control exosomes had no effects on apoptosis. NADPH oxidase as well as NOS inhibition significantly reduced...

Pré-condicionamento isquêmico por oclusão seletiva da artéria pulmonar em ratos / Ischemic preconditioning by selective occlusion of the pulmonary artery in rats

OBJETIVO: Avaliar o efeito do pré-condicionamento isquêmico (PCI) em modelo de isquemia e reperfusão (I/R) pulmonar normotérmica em ratos, quantificando a produção de espécies reativas do oxigênio. MÉTODOS: Quarenta e sete ratos Wistar foram randomizados em quatro grupos: controle, sham, I/R e PCI. Após anestesia, animais do grupo controle foram sacrificados por decapitação, pneumonectomizados, e os pulmões esquerdos armazenados em nitrogênio líquido. Animais dos grupos sham, I/R e PCI foram anestesiados, traqueostomizados, ventilados, anticoagulados e submetidos a uma toracotomia esquerda com dissecção da artéria pulmonar esquerda para clampeamento. No grupo sham procedeu-se a dissecção da artéria pulmonar esquerda; no grupo I/R, clampeamento hilar total de 30 min e no grupo PCI, clampeamento da artéria pulmonar esquerda por 5 min seguido por reperfusão de 10 min e um clampeamento hilar total de 30 min. Pulmões foram reperfundidos por 90 min e ventilados com os mesmos parâmetros, acrescidos de pressão expiratória final positiva de 1 cmH2O. Foram obtidas medidas hemodinâmicas e gasométricas antes da toracotomia, antes do clampeamento hilar total, aos 30 e 90 min de reperfusão. A peroxidação lipídica foi estabelecida por meio da determinação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico. RESULTADOS: A determinação das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico analisada nos grupos controle, sham, I/R, PCI não revelou diferenças significativas, o mesmo ocorrendo com a pressão parcial arterial de oxigênio, pressão parcial arterial de gás carbônico e medidas hemodinâmicas entre os grupos sham, I/R e PCI. CONCLUSÕES: O PCI de 5 min da artéria pulmonar esquerda em modelo de I/R in situ em ratos não atenua a lesão de I/R.

OBJECTIVE: To evaluate the effect of lung ischemic preconditioning (IPC) on normothermic ischemia/reperfusion (I/R) injury in a rat model, quantifying the production of reactive oxygen species. METHODS: Forty-seven male Wistar rats were randomized into four groups: control, sham, I/R and IPC. Control group animals were anesthetized and killed by decapitation, after which pneumonectomy was performed and the left lungs were stored in liquid nitrogen. Sham, IPC and I/R group rats were anesthetized, tracheostomized, ventilated, anticoagulated and submitted to left thoracotomy with dissection of the left pulmonary artery for clamping. Sham group rats underwent dissection of the left pulmonary artery, I/R group rats underwent 30 min of total hilar clamping, and IPC group rats underwent 5-min clamping of the left pulmonary artery followed by 30 min of total hilar clamping. Lungs were reperfused for 90 min and ventilated with the same parameters, with additional positive end-expiratory pressure of 1 cmH2O. Hemodynamic and blood gas values were obtained prior to thoracotomy, prior to total hilar clamping, after 30 min of reperfusion and after 90 min of reperfusion. Lipid peroxidation was determined by measuring levels of thiobarbituric acid reactive substances. RESULTS: There were no significant differences among the groups in terms of the levels of thiobarbituric acid reactive substances. Nor were there any significant differences among the sham, I/R and IPC groups in terms of arterial oxygen tension, arterial carbon dioxide tension or hemodynamic values. CONCLUSIONS: In an in situ I/R rat model, 5-min IPC of the left pulmonary artery does not attenuate I/R injury.

Influência da lesão mitocondrial na atividade e expressão de NAD(P)H oxidase da membrana celular em células musculares lisas vasculares / Influence of mitochondrial DNA damage on NAD(P)H oxidase activity and expression in vascular smooth muscle cells

Lesão do DNA mitocondrial (mtDNA) promove disfunção desta organela, contribuindo para a gênese do envelhecimento e fisiopatologia de doenças como aterosclerose e diabetes. A mitocôndria é a principal fonte quantitativa de espécies reativas de oxigênio (ROS) em células, e o complexo NAD(P)H oxidase a principal fonte de ROS envolvidas na sinalização celular. A possível inter-relação entre estas duas importantes vias produtoras de ROS não está definida. O objetivo deste estudo foi investigar o perfil de alterações na expressão e atividade da NAD(P)H oxidase de células musculares lisas vasculares (VSMC) em resposta a perturbações mínimas da função mitocondrial análogas às esperadas em doenças crônico-degenerativas vasculares. Inicialmente, validamos modelo in vitro de disfunção mitocondrial induzida por incubação de VSMC com brometo de etídio (24 - 72 h). Lesões mínimas do mtDNA foram documentadas por alterações nos produtos de amplificação (PCR) da região repetitiva da D-loop e redução da taxa de consumo de oxigênio total em ~15% vs. basal (p<0,05). Este grau de lesão não foi suficiente para induzir alterações morfológicas evidentes ou apoptose, e foi associado ao retardo de 25 - 30% no aumento de população celular induzido por soro fetal bovino. Nestas condições, não se detectou aumento da produção basal de superóxido ou mudanças nos níveis de glutationa, óxidos de nitrogênio, ou da atividade superóxido dismutase. A produção basal de peróxido de hidrogênio aumentou ~15%. Após disfunção mitocondrial, houve significativo aumento (30 - 45%) na atividade basal do complexo NAD(P)H oxidase em fração de membrana de VSMC. Entretanto, a ativação da oxidase pela AII, conhecido agonista da oxidase vascular, foi essencialmente abolida, indicando dependência funcional da ativação da oxidase com a integridade da mitocôndria. Em sintonia com esses dados, na condição basal, ocorreu aumento de expressão da isoforma Nox4 da oxidase, enquanto o aumento do mRNA da Nox1...

Mitochondrial DNA (mtDNA) damage induces dysfunction of this organelle, contributing to the genesis of aging and to the pathophysiology of diseases such as atherosclerosis and diabetes. Mitochondria are the main quantitative source of reactive oxygen species (ROS) in cells, while NAD(P)H oxidase complex is a major source of cell signaling-associated ROS. The possible crosstalk between these two relevant sources of ROS is unclear. The aim of this study was to investigate changes in activity and/or expression of vascular smooth muscle cell (VSMC) NAD(P)H oxidase in response to minor perturbations of mitochondrial function similar to those expected to occur in chronic degenerative vascular diseases. Initially, we validated an in vitro model of mitochondrial dysfunction in VSMC, through incubation with ethidium bromide (24 - 72 h). Minimal mtDNA damage after EtBr was shown by distinct amplification patterns (at PCR) of D-loop repetitive region and by ~ 15% oxygen consumption decrease vs. basal (p<0.05). Such mtDNA damage was not sufficient to induce morphologic changes or apoptosis, whereas serum-stimulated increase in cell number was prevented by 25-30%. Under those conditions, baseline superoxide production, as well as levels of glutathione or nitrogen oxides or superoxide dismutase activity were unchanged. Baseline hydrogen peroxide production increased ~15%. VSMC membrane fraction NADPH oxidase activity was increased by 30-45% after mitochondrial dysfunction. However, oxidase activation due to AII (100 nM, 4h) was markedly abrogated, indicating that A-II-driven oxidase activation requires integrity of mitochondrial function. Accordingly, there were increases in baseline mRNA expression of Nox4 oxidase isoform, while the expected increase in Nox1 by AII was minimized. On the other hand, the NADPH oxidase activity induced by the endoplasmic reticulum stressor tunicamycin (Nox4 inducer) after mitochondrial dysfunction was abrogated, however...