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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular)

Título [PT]: Efeitos do óleo de copaíba (Copaifera reticulata) sobre a inflamação, metabolismo e estado oxidativo de ratos com artrite por adjuvante
Autor(es): Cristiane Vizioli de Castro Ghizoni
Palavras-chave [PT]:

Bioquímica. Óleo de copaíba. Artrite induzida por aduvante. Metabolismo hepático. Morfologia hepática. Estado oxidativo. Brasil.

Jurandir Fernando Comar [Orientador] - UEM Flávia Alessandra Guarnier - UEM João Paulo Fereira Schoffen - UEM Sílvio Cláudio Ferreira da Costa - UEM Vilma Aparecida Ferreira de Godoy - UEM

Resumo: A artrite reumatoide é uma doença autoimune caracterizada por inflamação crônica e sistêmica que afeta as membranas sinoviais, cartilagens articulares e ossos. A cartilagem articular torna-se hiperplásica com a participação de células e citocinas pró-inflamatórias e acentuado aumento nos níveis de espécies reativas de oxigênio (ROS) e mediadores inflamatórios, que causam lesão tecidual. A artrite reumatoide é uma doença sistêmica e, além das articulações, outros órgãos são afetados, como cérebro e coração. A artrite induzida por adjuvante é uma imunopatologia experimental em ratos que compartilha muitas características da artrite reumatoide. Estes animais apresentam inflamação sistêmica, caquexia e, adicionalmente às articulações, outros órgãos são afetados, como o fígado, que apresenta alterações morfológicas e metabólicas associadas a um acentuado estresse oxidativo. O óleo de copaíba é um oleorresina extraído de árvores do gênero Copaifera, abundante na Amazônia brasileira e comercializada mundialmente para diversos fins terapêuticos, especialmente como anti-inflamatório. Nenhum estudo avaliou até o momento se o óleo de copaíba é capaz de inibir a inflamação crônica e sistêmica, como a que ocorre na artrite reumatoide. Desta forma, o presente estudo investigou a ação do óleo de copaíba (C. reticulata Ducke), contendo 37,6% de β-cariofileno, oralmente administrado sobre a inflamação sistêmica, o estado oxidativo sistêmico, a morfologia hepática e o metabolismo hepático de ratos com poliartrite induzida por adjuvante. Estudos anteriores também indicam que o tratamento de ratos com óleo de copaíba parece ser prejudicial ao fígado. Assim, alguns parâmetros plasmáticos foram determinados para avaliar a toxicidade do óleo no fígado. O óleo de copaíba foi fornecido pela EMBRAPA/PA e sua atividade antioxidante in vitro foi medida por ensaios de DPPH e ABTS. A poliartrite foi induzida em ratos Holtzman (180-200 g) com o adjuvante completo de Freund. Os ratos foram distribuídos em seis grupos: controles; controles tratados com óleo de copaíba nas doses de 0,58 e 1,15 g·Kg-1, artrite e artrite tratada com óleo de copaíba nas doses de 0,58 e 1,15 g·Kg-1. O óleo de copaíba foi administrado oralmente (gavagem) uma vez ao dia durante 5 dias antes e 18 dias após a indução da artrite. O volume da pata foi monitorado por pletismografia. As lesões secundárias e o peso das glândulas adrenais, fígado e linfonodos foram também medidos. No 19º dia, a cavidade peritoneal dos ratos previamente anestesiados foi exposta, o sangue colhido da veia cava e o fígado removido e dividido em duas partes: uma usada para o processamento histológico e outra para a preparação do homogenato. Proteínas carboniladas e ROS foram medidos no homogenenato para avaliar o estresse oxidativo hepático. O conteúdo de glutationa oxidada (GSSG) e reduzida (GSH), assim como a atividade da catalase e superóxido dismutase (SOD) foram avaliados no sobrenadante do homogenenato. Também foram medidos a capacidade antioxidante total (TAC), tióis protéicos, proteínas carboniladas e atividade da mieloperoxidase (MPO) no plasma. Os níveis de bilirrubina e as atividades da AST, ALT e fosfatase alcalina foram medidos no plasma. A análise morfológica e morfométrica foi feita com imagens da região próxima à veia central do parênquima hepático. O protocolo de tratamento foi repetido mais três vezes para avaliar o metabolismo hepático. A glicogenólise, glicólise e gliconeogênese foram avalidos utilizando fígados em perfusão isolada. A atividade respiratória de mitocôndrias isoladas do fígado foi adicionalmente avaliada. Ratos artríticos desenvolveram uma resposta inflamatória intensa ao adjuvante na pata injetada e na pata contralateral. Os animais também apresentaram baixo ganho de peso corporal e manifestações inflamatórias sistêmicas, como evidenciado pela maior atividade da MPO plasmática, baixos níveis de albumina plasmática, lesões secundárias à artrite na cauda e orelhas associadas ao aumento do peso das glândulas adrenais e linfonodos. Foram observadas alterações histológicas hepáticas, como dilatação sinusoidal, focos inflamatórios encapsulados e menor número de hepatócitos por área de fígado. Ratos artríticos apresentaram aumento do estresse oxidativo plasmático e no fígado, conforme evidenciado por maiores níveis de ROS e proteínas carboniladas no fígado, reduzida atividade da catalase e diminuídos níveis de GSH no fígado, aumento de proteínas carboniladas no plasma e diminuição da TAC e tióis no plasma. A glicogenólise e a glicólise de ratos com artrite não foram diferentes, mas a gliconeogênese foi 44% menor na artrite. Na presença de óleo de copaíba, o volume da pata foi 43 e 51% menor, respectivamente, para ratos artríticos tratados com doses de 0,58 e 1,15 mg·Kg-1 e, apenas na dose de 0,58 mg·Kg-1, foi capaz de diminuir o peso das adrenais e linfonodos entre 20-50%. O óleo de copaíba não modificou o estado oxidativo plasmático de ratos artríticos, mas diminuiu a atividade da MPO plasmática (-30%) na dose de 0,58 mg·Kg-1. O óleo de copaíba na dose de 1,15 mg·Kg-1 diminuiu os níveis de proteínas carboniladas e ROS no fígado para valores iguais aos controles. Ambas as doses aumentaram o conteúdo de GSH e a atividade da catalase no fígado. O óleo de copaiba 1,15 g·Kg-1 também diminuiu o ganho de peso corporal (-45%) e o número de hepatócitos (-20%), enquanto aumentou o peso do fígado (29%) e a área dos hepatócitos (13%). O óleo na dose de 1.15 g·Kg-1 diminuiu a glicólise (-65%), a glicogenólise (-58%) e gliconeogênese (-30%) no fígado de animais artríticos. No entanto, a gliconeogênese foi diminuída também no fígado de ratos controles tratados com ambas as doses do óleo de copaíba. A atividade respiratória das mitocôndrias isoladas praticamente não foi modificada. Os resultados do presente estudo revelaram que (I) a artrite induzida por adjuvante em ratos está associada a uma intensa resposta inflamatória sistêmica, particularmente modificações histológicas e metabólicas no fígado; (II) O óleo de copaíba apresentou efeitos anti-inflamatórios moderados sobre a indução da artrite e melhorou as manifestações sistêmicas na dose de 0,58 g·Kg-1; (III) o tratamento na dose de 1,15 g·Kg-1 foi efetivo em diminuir o estresse oxidativo hepático, uma ação que pode ser atribuída à estimulação do sistema antioxidante endógeno; (IV) o tratamento não foi eficaz em melhorar as alterações histológicas hepáticas de ratos artríticos; (V) o óleo também diminuiu a glicólise, a glicogenólise e gliconeogênese no fígado destes animais; mas (VI) diminuiu a gliconeogênese hepática também nos ratos controles; (VII) o óleo de copaíba não modificou a atividade respiratória nas mitocôndrias isoladas do fígado; e por fim (VIII), causou alterações histológicas no fígado de ratos controles, o que associado ao menor ganho de peso corporal e maior peso do fígado pode indicar uma possível ação nociva do óleo, como por exemplo uma colestase hepática. Assim, a utilização de óleo de copaíba no tratamento da artrite reumatoide deve ser considerada com cautela, pois pode ser também prejudicial, especialmente para o fígado, onde foram observadas grandes modificações. Abstract: Rheumatoid arthritis is an autoimmune disease characterized by chronic and systemic inflammation that affects the synovial membranes, articular cartilages and bones. The articular cartilage becomes hyperplasic with participation of proinflammatory cells and cytokines, reactive oxygen species (ROS) and inflammatory mediators, which cause tissue injury. Rheumatoid arthritis is a systemic disease and in addition to the joints other organs are affected, such as brain and heart. Adjuvantinduced arthritis is an experimental immunopathology in rats that shares many features with rheumatoid arthritis in humans. These animals present systemic inflammation and additionally to articular sites other organs are affected, as the liver, which presents morphological and metabolic alterations associated to a pronounced oxidative stress. Copaiba oil is an oleoresin extracted from trees of the genus Copaifera, abundant in the Brazilian Amazon and worldly commercialized for several therapeutic purposes, specially anti-inflammatory. No study has until now evaluated if the copaiba oil is able to improve the chronic and systemic inflammation, such as that occurs in rheumatoid arthritis. The present study therefore was planned to investigate the action of copaiba oil (C. reticulata Ducke), containing 37.6% of β-caryophyllene, orally administrated on the systemic inflammation, oxidative status and liver histology and metabolism of rats with adjuvant-induced polyarthritis. Previous studies also indicate that the treatment of rats with copaiba oil seems to be harmful to the liver. Thus, plasma parameters were additionally accessed to evaluate potential toxicity of the oil on the liver, the first organ that receives the oil when ingested orally. Copaiba oil was provided by EMBRAPA/PA and its antioxidant activity in vitro was measured by DPPH and ABTS assays. Induction of polyarthritis was performed in Holtzman rats (180-200 g) with Freund's adjuvant. The rats were distributed into six groups: controls; controls treated with copaiba oil at a dose of 0.58 and 1.15 g·Kg-1, arthritis, and arthritis treated with copaiba oil at a dose of 0.58 and 1.15 g·Kg-1. Copaiba oil was administrated orally once a day during 5 days prior and 18 days after arthritis induction. Paw volume was measured by plethysmography. Secondary lesions and the weight of adrenals, liver and lymph nodes were additionally measured. At day 19th, peritoneal cavity of anesthetized rats was exposed, blood collected from the cava vein and the liver was removed and divided into two parts: one was used for histological processing and the other used for liver homogenate preparation. Protein carbonyl groups and ROS were measured in the homogenate to evaluate liver oxidative stress. Oxidized (GSSG) and reduced (GSH) glutathione content and catalase and SOD activity were evaluated in the homogenate supernatant as antioxidant parameters. Total antioxidant capacity (TAC), thiol groups, protein carbonyl groups and mieloperoxidase (MPO) activity were also measured in the plasma. Bilirubin levels and AST, ALT and alkaline phosphatase activities were measured in the plasma to evaluate the liver damage. Morphologic and morphometric analysis was done with images from the region near the central vein of liver parenchyma. The treatment protocol was repeated three times to evaluate the hepatic metabolism. Glycogenolysis, glycolysis and gluconeogenesis were measured in the isolated perfused livers. It was additionally investigated the respiratory activity of mitochondria isolated from livers. Arthritic rats developed an intense inflammatory response to adjuvant in the injected paw and also in the contralateral paw. Animals furthermore presented low body weight gain and systemic inflammatory manifestations, as evidenced by higher plasma myeloperoxidase activity, low levels of plasma albumin, severe secondary lesions to arthritis in the tail and ears associated with increased weight of adrenals and lymph nodes. It was observed histological alterations in the liver, as sinusoid dilatation, encapsulated inflammatory foci and lower number of hepatocyte per hepatic area. Arthritic rats presented an increased oxidative stress in the plasma and in the liver, as evidenced higher levels of ROS and protein carbonyl groups in the liver, decreased activity of catalase and GSH content in the liver, higher levels of protein carbonyl groups in the plasma and decreased TAC and thiols in the plasma. Glycogenolysis and glycolysis of arthritis rats were not different, but the gluconeogenesis was 44% lower in the arthritis. In the presence of copaiba oil, paw volume was 43 and 51% lower, respectively, for arthritic rats treated at a doses of 0.58 and 1.15 mg·Kg-1 and, only at a dose of 0.58 mg·Kg-1, was able to decrease the weight of adrenals and lymph nodes between 20-50%. Copaiba oil did not modify the plasma oxidative status of arthritic rats, but it decreased the plasma myeloperoxidase activity (-30%) at a dose of 0.58 mg·Kg-1. Copaiba oil only at a dose of 1.15 mg·Kg-1 decreased the protein carbonyl groups and ROS in the liver to values close the control ones. Both doses increased the GSH content and catalase activity in the liver. Copaiba oil 1.15 g·Kg-1 also decreased the body weight gain (-45%) and number of hepatocytes (-20%) while increased the liver weight (29%) and the area of hepatocytes (13%) in arthritic and control rats. Copaiba oil 1.15 g·Kg-1 decreased the glycolysis (-65%), glycogenolysis (-58%) and gluconeogenesis (-30%) in the liver of arthritic animals. However, the gluconeogenesis was also diminished in the livers of treated control rats. The respiratory activity of isolated mitochondria was practically not modified by copaiba oil treatment. The results of the present study revealed that (I) adjuvant-induced arthritis in rats is associated to an intense inflammatory response with systemic manifestations, particularly histological and metabolic alterations in the liver; (II) copaiba oil presented a moderate anti-inflammatory effects on the arthritis induction and improved the systemic manifestation at a dose of 0.58 g·Kg-1; (III) treatment at a dose of 1.15 g·Kg-1 was effective to decrease the oxidative stress in the liver, one action that can be attributed to the stimulation in endogenous antioxidant system; (IV) treatment with copaiba oil 1.15 g·Kg-1 was not effective in improving the histological alterations in the liver of arthritic rats; (V) copaiba oil decreased the glycolysis, glycogenolysis and gluconeogenesis (-30%) in the liver of arthritic animals; however, (VI) it decreased the gluconeogenesis in the liver of control rats; (VII) copaiba oil did not modify substantially the respiratory activity in the isolated mitochondria; and finally (VIII), it caused histological alterations in the liver of control rats, which associated with the lower body weight gain, reduced gluconeogenesis in the liver and higher liver weight can indicate a possible harmful action of the oil, such as a liver cholestasis. Thus, the use of copaiba oil as an adjuvant in the treatment of rheumatoid arthritis in humans must be regarded with caution because it may additionally be harmful, specially for the liver, where great modifications were observed.

Idioma: Inglês Data de Publicação: 2017 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Jurandir Fernando Comar Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Centro de Ciências Biológicas Nível: Tese (doutorado em Ciências Biológicas) UEM: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese Cristiane Vizioli de Castro Ghizoni.pdf
Tamanho: 1019 Kb (1043430 bytes)
Criado: 12-06-2017 18:10
Atualizado: 12-06-2017 18:16
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