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Estudo da atividade antioxidante da astaxantina em lipossomos unilamelares: bloqueando radicais livres e afetando a permeabilidade da membrana?

Processo: 02/09405-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de setembro de 2003 - 31 de janeiro de 2009
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
Pesquisador responsável:Marcelo Paes de Barros
Beneficiário:Marcelo Paes de Barros
Instituição-sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Universidade Cruzeiro do Sul (UNICSUL). São Paulo, SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):09/12342-8 - Ação do carotenóide astaxantina na regulação do equilíbrio redox no músculo esquelético de ratos sob atividade física exaustiva (natação): projeto AstaSwim, BP.MS
04/03468-4 - Biodisponiblidade do molibdênio e o balanço redox em microalgas marinhas: um fator para a indução de síntese de carotenóides, BP.IC
04/03467-8 - Biodisponibilidade do molibdênio na presença de resíduos sulfidicos e o balanço redox em microalgas marinhas, BP.IC
Assunto(s):Estrutura celular  Lipossomos  Permeabilidade da membrana celular  Radicais livres 
Publicação FAPESP:http://media.fapesp.br/bv/uploads/pdfs/Investindo...pesquisadores_91_103_103.pdf

Resumo

A astaxantina é um carotenoide de coloração avermelhada e um dos principais antioxidantes presentes em organismos marinhos tais como algas, crustáceos e peixes. A destacada proteção antioxidante da astaxantina se processa especialmente na interceptação de radicais peroxil (ROO.) e alcoxil (RO.) e no quenching de oxigênio singlete [O2(1Ag)]. Contudo, resultados recentes sugerem que a proteção antioxidante da astaxantina em membranas biológicas também se processa por outro mecanismo coadjuvante. Carotenoides hidroxilados ou que dispõem de grupamentos cerônicos – por exemplo, zeaxantina, astaxantina, luteína – apresentam características menos hidrofóbicas e, em decorrência disso, assumem uma orientação perpendicular ao plano delimitado pela bicamada lipídica. Essa disposição vertical da astaxantina em membranas reduz significativamente a permeabilidade da bicamada lipídica a inúmeras substâncias difusíveis, incluindo agentes oxidantes como o peróxido de hidrogênio (H2O2) e o óxido nítrico (NO). Consequentemente, podem ocorrer alterações substanciais na produção de espécies reativas de oxigênio/nitrogênio (EROs/ERNs) no espaço interno definido por aquela barreira biológica. O objetivo deste projeto é examinar essa hipótese, utilizando a astaxantina associada a lipossomos unilamelares carregados com moléculas-alvo de DNA plasmidial no ambiente aquoso interno. Dois agentes oxidantes permeáveis a membranas serão utilizados: o H2O2 e o NO. No primeiro sistema, as espécies oxidativas serão geradas no ambiente aquoso interno por meio da reação de Fenton promovida por dois eventos sequenciais: 1) permeação do H2O2 através da membrana lipossomal; e 2) reação com íons Fe2+ complexados ao ácido nucleico ou a EDTA (grupo controle) compartimentalizados. Em outra etapa do projeto, o ácido peroxinitroso (HOONO) – efetiva ERN promotora da lipoperoxidação – será produzido no ambiente interno dos lipossomos pela decomposição térmica (a 37oC) da 3- morfolinosidnonimina (SIN-l), substância que gera quantidades equimolares de seus precursores superóxido (O2 -) e NO nessas condições. Alterações na proporção 1: 1 entre O2 - e NO notoriamente afetam os níveis de lesões oxidativas promovidas pelo HOONO. Dessa forma, pretende-se adicionar uma fonte externa de NO (por exemplo NO no ato de espermina) na tentativa de alterar a razão equimolar entre os precursores do HOONO e assim averiguar o efeito inibitório na permeabilidade de membranas promovido pela astaxantina. Essa hipótese será estudada por meio da dosagem de parâmetros de danos oxidativos sobre lipídios e DNA. As lesões oxidativas sobre o DNA plasmidial serão avaliadas em termos de quebras de simples e dupla-fita por eletroforese em gel de agarose e por dosagens de 8-hidróxi-2 ‘- desoxirriboguanosina (8-HOdGua) por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Para avaliar os graus de extensão de peroxidação nos lipossomos, quatro parâmetros foram selecionados: 1) a dosagem de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (Tbars); 2) dienos conjugados por espectrofotometria visível/UV e também determinações quantitativas de (3) malondialdeído (MDA) e (4) hidroperóxidos lipídicos (LOOH) por HPLC. Este estudo propiciará uma maior compreensão da ação antioxidante da astaxantina em animais e humanos, um cetocarotenoide que já vem sendo comercializado como suplemento alimentar para o aumento da performance atlética, na prevenção de câncer de próstata e de mama e na profilaxia de infecções bacterianas estomacais. (AU)

Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BARROS, MARCELO P.; POPPE, SANDRA C.; BONDAN, EDUARDO F. Neuroprotective Properties of the Marine Carotenoid Astaxanthin and Omega-3 Fatty Acids, and Perspectives for the Natural Combination of Both in Krill Oil. NUTRIENTS, v. 6, n. 3, p. 1293-1317, MAR 2014. Citações Web of Science: 35.
SOUZA-JUNIOR, T. P.; LORENCO-LIMA, L.; GANINI, D.; VARDARIS, C. V.; POLOTOW, T. G.; BARROS, M. P. DELAYED URIC ACID ACCUMULATION IN PLASMA PROVIDES ADDITIONAL ANTIOXIDANT PROTECTION AGAINST IRON-TRIGGERED OXIDATIVE STRESS AFTER A WINGATE TEST. BIOLOGY OF SPORT, v. 31, n. 4, p. 271-276, 2014. Citações Web of Science: 7.
OTTON, ROSEMARI; MARIN, DOUGLAS POPP; BOLIN, ANAYSA PAOLA; SANTOS MACEDO, RITA DE CASSIA; CAMPOIO, THAIS REGINA; FINETO, JR., CLAUDIO; GUERRA, BEATRIZ ALVES; LEITE, JOSE ROBERTO; BARROS, MARCELO PAES; MATTEI, RITA. Combined fish oil and astaxanthin supplementation modulates rat lymphocyte function. EUROPEAN JOURNAL OF NUTRITION, v. 51, n. 6, p. 707-718, SEP 2012. Citações Web of Science: 14.
BARROS, MARCELO P.; GANINI, DOUGLAS; LORENCO-LIMA, LEANDRO; SOARES, CHRISLAINE O.; PEREIRA, BENEDITO; BECHARA, ETELVINO J. H.; SILVEIRA, LEONARDO R.; CURI, RUI; SOUZA-JUNIOR, TACITO P. Effects of acute creatine supplementation on iron homeostasis and uric acid-based antioxidant capacity of plasma after wingate test. JOURNAL OF THE INTERNATIONAL SOCIETY OF SPORTS NUTRITION, v. 9, JUN 12 2012. Citações Web of Science: 7.
MATTEI, RITA; POLOTOW, TATIANA G.; VARDARIS, CRISTINA V.; GUERRA, BEATRIZ A.; LEITE, JOSE ROBERTO; OTTON, ROSEMARI; BARROS, MARCELO P. Astaxanthin limits fish oil-related oxidative insult in the anterior forebrain of Wistar rats: Putative anxiolytic effects?. Pharmacology Biochemistry and Behavior, v. 99, n. 3, p. 349-355, SEP 2011. Citações Web of Science: 17.
BARROS, MARCELO P.; POPPE, SANDRA C.; SOUZA-JUNIOR, TACITO P. Putative benefits of microalgal astaxanthin on exercise and human health. REVISTA BRASILEIRA DE FARMACOGNOSIA-BRAZILIAN JOURNAL OF PHARMACOGNOSY, v. 21, n. 2, p. 283-289, MAR-APR 2011. Citações Web of Science: 5.
BOLIN, ANAYSA P.; MACEDO, RITA C.; MARIN, DOUGLAS P.; BARROS, MARCELO P.; OTTON, ROSEMARI. Astaxanthin prevents in vitro auto-oxidative injury in human lymphocytes. CELL BIOLOGY AND TOXICOLOGY, v. 26, n. 5, p. 457-467, OCT 2010. Citações Web of Science: 29.
OTTON, ROSEMARI; MARIN, DOUGLAS POPP; BOLIN, ANAYSA PAOLA; MACEDO DOS SANTOS, RITA DE CASSIA; POLOTOW, TATIANA GERALDO; SAMPAIO, SANDRA COCCUZZO; DE BARROS, MARCELO PAES. Astaxanthin ameliorates the redox imbalance in lymphocytes of experimental diabetic rats. Chemico-Biological Interactions, v. 186, n. 3, p. 306-315, AUG 5 2010. Citações Web of Science: 37.

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