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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.60.2010.tde-13032010-121034
Document
Author
Full name
Alexandre Ferro Aissa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2010
Supervisor
Committee
Bianchi, Maria de Lourdes Pires (President)
Barbosa Junior, Fernando
Mercadante, Adriana Zerlotti
Title in Portuguese
Avaliação da atividade antimutagênica do beta-caroteno microencapsulado em células de ratos tratados com o antitumoral doxorrubicina empregando os ensaios de micronúcleo e cometa
Keywords in Portuguese
corante
fígado
genotoxicidade
medula óssea
mutagenicidade
rim
Abstract in Portuguese
Os corantes são muito usados na indústria alimentícia. Podendo ser de origem natural ou sintética, estes são utilizados na produção de alimentos no intuito de compensar a perda da cor durante a fabricação e estocagem, garantir a uniformidade da cor e também de atribuir coloração àqueles originalmente incolores. Dentre os pigmentos naturais, o beta-caroteno (BC) tem sido um dos mais adicionados em alimentos. Por outro lado, a utilização do BC é limitada devido à sua instabilidade. Por essa razão, técnicas de microencapsulamento são muito utilizadas, pois podem proteger o material microencapsulado de ações oxidantes, prolongando a propriedade do composto. Porém, nestes processos tecnológicos, as propriedades do composto encapsulado devem ser cuidadosamente estudadas. O objetivo deste trabalho foi comparar a possível ação antimutagênica do BC puro e na forma microencapsulada (BCM) por meio do teste do micronúcleo em células da medula óssea e sangue periférico, e por meio do ensaio do cometa em rins e fígado de ratos tratados com o antitumoral doxorrubicina (DXR). Para isso, o tratamento foi feito com duas doses do carotenóide (2,5 ou 5 mg/kg) puro ou microencapsulado, por gavagem durante 14 dias, seguida de injeção intraperitoneal de salina ou do antitumoral DXR (16 mg/kg), logo após a última gavagem. Ratos Wistar machos foram divididos em 14 grupos de tratamentos (n=6/grupo), e foram sacrificados 24h após a injeção intraperitoneal. Os resultados com o teste do micronúcleo nos dois tecidos mostram que o BC não foi mutagênico, exceto na dose de 5mg/kg. No BCM as doses não foram mutagênicas e na associação BCM+DXR apenas a maior dose foi antimutagênica. Os resultados com o teste do cometa nos rins e fígado mostram que o BC não foi genotóxico e quando associado à DXR obteve valores de proteção semelhantes aos resultados obtidos com o controle solvente (óleo de milho). O BCM também não foi genotóxico em qualquer dos tecidos. Quando associado à DXR as duas doses tiveram efeito protetor contra a fragmentação do DNA no fígado. No rim, a dose BCM 2,5mg+DXR foi genotóxica e a dose BCM 5mg+DXR foi antigenotóxica. A antimutagenicidade observada pode ser explicada pela ação antioxidante do beta-caroteno. No entanto, quando uma dose alta é utilizada, os produtos de clivagem do carotenóide podem aumentar a formação de espécies reativas de oxigênio induzindo ainda mais a formação de micronúcleos. A diferença entre os resultados obtidos com as duas doses do BC e do BCM indicam que, talvez, a biodisponibilidade do carotenóide foi alterada pelo processo de microencapsulamento. No entanto, o efeito protetor observado em uma das doses do BCM pode ser explicado pela capacidade antioxidante do beta-caroteno, mesmo na forma microencapsulada. Em conclusão, o BC puro não deve ser utilizado em altas doses, pois aumenta o dano ao DNA e quando microencapsulado não perde suas propriedades, porém uma dose maior deve ser utilizada para que o carotenóide tenha efeito antimutagênico.
Title in English
Evaluation of beta-carotene microencapsulated antimutagenic activity in cells of rats treated with antitumor doxorubicin using micronucleus test and comet assay
Keywords in English
bone marrow.
colorant
genotoxicity
kidney
liver
mutagenicity
Abstract in English
Colorants are commonly used in the food industry. From natural or synthetic origin, these colorants are used in food production in order to recompense the loss of color during manufacturing and stowage processes, guarantee color uniformity and also attribute color to those colorless ones. Among natural pigments, beta-carotene (BC) has been one of the most added to food. On the other hand, the utilization of BC is limited due to its instability. On that account, microencapsulation techniques are more used, once they can protect the microencapsulated material from oxidizing actions, extending the composition property. Nevertheless, in these technological processes, the properties of the encapsulated compound must be studied carefully. The aim of this work was to compare the possible antimutagenic action of pure and microencapsulated BC (BCM) through micronucleus test in cells of bone marrow and peripheral blood, and through comet assay in kidneys and livers of rats treated with the antitumoral doxorubicin (DXR). For this, the treatment was made of two doses of pure and microencapsulated carotenoid (2.5 or 5 mg/kg), by gavage during 14 days, followed by saline intraperitoneal injection or antitumor DXR (16 mg/kg), right after the last gavage. Male Wistar rats were divided in 14 treatment groups (n=6/group), and were sacrificed 24 hours after the intraperitoneal injection. The micronucleus test results in both tissues show that BC was not mutagenic, except for the 5mg/kg dose. In BCM the doses were not mutagenic and in the association of BCM+DXR, only the higher dose was antimutagenic. The results of the comet assay in kidney and liver show that BC was not genotoxic and when associated to DXR it obtained protection values similar to the results obtained with the solvent control (corn oil). BCM was also not genotoxic in none of the tissues. Once associated to DXR, the two doses had protector effect against the DNA fragmentation in the liver. In the kidney, the BCM 2.5mg+DXR dose was genotoxic and the BCM 5mg+DXR dose was antigenotoxic. The observed antimutagenicity can be explained by the beta-carotene antioxidant action. However, when a higher dose is used, the carotenoid cleavage products can increase the formation of reactive oxygen species inducing the formation of micronucleus. The difference between the results obtained with the two doses, BC and BCM, indicates that, perhaps, the carotenoid biodisponibility was modified by the process of microencapsulation. Nevertheless, the protector effect observed in one of the BCM doses can be explained by the beta-carotene antioxidant capacity, even in the microencapsulated form. In conclusion, the pure BC should not be used in high dose, because it increases damage to DNA and while microencapsulated it does not lose its properties, but one higher dose must be used for the carotenoid to have antimutagenic effect.
 
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Publishing Date
2010-04-09
 
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