Made available in DSpace on 2015-03-26T13:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 text completo.pdf: 757671 bytes, checksum: 435de7db4aaa7b1bdaf1bc5260f57dd9 (MD5) Previous issue date: 2014-03-11 / O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos do treinamento físico sobre as propriedades morfológicas e mecânicas de cardiomiócitos de camundongos knockout (KO) para receptores os β1- e β2 adrenérgicos. Camundongos C57BL/6J, KO para os receptores β1-adrenérgicos, FVB/N e KO para os receptores β2-adrenérgicos com 4 meses de idade, foram inicialmente separados aleatoriamente em 8 grupos: C57c, C57t, KO β1c, KO β1t, FVBc, FVBt, KO β2c e KO β2t. Os animais dos grupos treinados (C57t, KO β1t, FVBt, KO β2t) foram submetidos a um protocolo de treinamento aeróbico de 8 semanas, 5 dias por semana, 1hora por dia, com intensidade de 60% da velocidade máxima de corrida. 3 a 4 animais de cada grupo foram separados para a análise de contração celular com perfusão do agonista β-adrenérgico isoproterenol (ISO) [100nM]. Após a eutanásia, os cardiomiócitos do ventrículo esquerdo foram isolados por dispersão enzimática. O comprimento e a largura dos cardiomiócitos foram medidos utilizando um sistema de captação de imagens e o volume celular foi calculado. As contrações celulares foram medidas através da técnica de alteração do comprimento dos cardiomiócitos, após estimulação elétrica a 1 Hz, em temperatura controlada à 37oC, usando-se um sistema de detecção de bordas. Os resultados mostraram que os camundongos KO β1 apresentaram menor comprimento celular comparados aos C57. O grupo KO β2t apresentou maior comprimento celular comparado ao grupo KO β2c. O protocolo de treinamento aumentou a amplitude de contração, a velocidade máxima de contração e a velocidade máxima de relaxamento dos cardiomiócitos dos animais KO β1t e KO β2t. O ISO não alterou a amplitude de contração, a velocidade máxima de contração e de relaxamento nos cardiomiócitos dos camundongos KO β1+ISO, já os animais KO β2+ISO apresentaram aumento nas mesmas propriedades mecânicas. Conclui-se que o protocolo de treinamento aeróbico: a) aumentou as propriedades mecânicas dos cardiomiócitos dos animais KO β1 e KO β2; b) aumentou o comprimento dos cardiomiócitos dos camundongos KO β2; c) associado ao ISO não alterou as propriedades mecânicas nos cardiomiócitos dos camundongos KO β1 e reduziu nos cardiomiócitos dos camundongos KO β2. / The aim of this study was to investigate the effects of endurance training on cardiovascular parameters and morphological and mechanical properties of isolated cardiomyocytes from the left ventricle of β1-and β2 adrenergic receptors knockout mice. 4 months old C57BL/6J, β1- adrenergic receptor knockout (KO 1), FVB/N and β2-adrenergic receptor knockout (KO 2) mice were randomly allocated into one of the 8 groups: C57c, C57t, KO β1c, KO β1t, FVBc, FVBt, KO β2c e KO β2t. The animals of the trained groups (C57t, KO β1t, FVBt, KO β2t) underwent a protocol of aerobic training 8 weeks, 5 days/week, 1 hour/day, intensity of 60% of maximal speed. 3 to 4 animals in each group were divided for the analysis of cellular contraction with infusion of -adrenergic agonist isoproterenol (ISO) [100nM]. At sacrifice, the heart was removed and left ventricular myocytes were enzymatically dispersed. Cell length and width were measured using an image capture system and cell volume was calculated. Myocytes were stimulated at 1 Hz at controlled temperature (37oC) and cell contractility was measured by using an edge detection system. The results showed that KO 1 mice showed lower cell length compared to C57. The KO β2t group showed higher cell length compared to the KO β2c group. The training protocol increased the contraction amplitude, maximum contraction velocity and maximum relaxation velocity of cardiomyocytes of KO β1t and KO β2t animals. The ISO did not alter the amplitude of contraction, maximum contraction velocity and maximum relaxation velocity of cardiomyocytes from KO β1+ISO animals, while the KO β2+ISO animals showed an increase in the same mechanical properties. It is concluded that the aerobic training protocol: a) increased the mechanical properties of cardiomyocytes from KO β1t and KO β2t animals; b) increased the length of cardiomyocytes from β2 KO mice; c) associated with the ISO did not alter the mechanical properties of cardiomyocytes from β2 KO 1mice and reduced of cardiomyocytes from KO β2 mice.

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Die Kultivierung equiner Trachealepithelzellen stellt ein nützliches Modell dar, die (patho)-physiologischen Mechanismen der obstruktiven Atemwegserkrankungen des Pferdes auf zellulärer Ebene zu untersuchen. Ziel dieser Arbeit war es, Methoden für die Isolation, Charakterisierung und weitergehende Kultivierung equiner Trachealepithelzellen (ETEZ) zu etablieren und validieren und die Expression und Funktionalität der beta-adrenergen Rezeptoren an frisch isolierten ETEZ und deren Primärkulturen mittels pharmakologischer und biochemischer Verfahrenstechniken zu analysieren. Epithelzellen wurden durch Trypsinverdau aus der Trachea gesunder Pferde gewonnen, indem zuerst die Mukosa der Trachea freigelegt und diese dann vom daruntergelegenen Bindegewebe stumpf getrennt wurde. Das gewonnene Gewebe wurde zerkleinert und enzymatisch mit 0,25% Trypsin-EDTA-Lösung für 2 h bei 37°C verdaut. Durch Siebung und Zentrifugation wurden die Zellen gereinigt, vereinzelt und gesammelt, wobei kontaminierende Fibroblasten später durch differentielle Adhäsion von den Epithelzellen getrennt wurden. Die isolierten Zellen wurden sowohl licht- bzw. elektronenmikroskopisch charakterisiert, als auch immunzytochemisch hinsichtlich Zytokeratin (für Epithelzellen) und Vimentin (für Fibroblasten) gefärbt. Die durchschnittliche Zellausbeute wurde mit der Neubauer-Zählkammer bestimmt und betrug 6,10 ± 0,63×106 Zellen pro 500 mg zerkleinertem Gewebe (n = 11). Die Zellvitalität wurde mittels Trypanblau-Färbung ermittelt und betrug 94,70 ± 1,17% (n = 11). Immunfluoreszensfärbungen zeigten, dass 93,57 ± 1,67% (n = 11) der frisch isolierten Zellen und ca. 100% (n = 5) der Primärkulturen auf Zytokeratin 5/6/18 positiv reagierten. Auf Anti-Vimentin reagierten dagegen nur 9,83 ± 0,94% (n = 11) der Zellen positiv. Die Zellen wurden in einer Dichte von 6,90 x 104 Zellen/cm2 in serumfreiem AECGM ausgesät und bildeten innerhalb einer Woche einen konfluenten Monolayer. Die konfluenten Zellen wurden mittels Dispase II abgelöst. Die erste (P1) und die zweite (P2) Passage konnte erfolgreich in serumfreien AECGM kultiviert und auf der Stufe P2 30 Tage lang gehalten werden. Weitethin wurden die Expression und Funktionalität der b-adrenergen Rezeptoren in frisch isolierten und kultivierten Epithelzellen untersucht. Mittels Radioligandenbindungsstudien, Westernblot, Immunfluoreszensfärbung und cAMP-Assays konnten erstmalig die Dichte, Affinität, Subtypen, Proteinexpression und zelluläre Lokalisation der beta-adrenergen Rezeptoren sowie die Rezeptorfunktion bestimmt werden. Messungen an frisch isolierten ETEZ ergaben für die mittlere Dissoziationskonstante (KD) von 31,78 ± 6,57 pM (n = 7) und eine maximale b-adrenerge Rezeptordichte (BMax) von 12727 ± 883,6 Bindungsstellen/Zelle (n = 7) ermittelt aus Sättigungsexperimenten mit dem b-adrenergen Rezeptorantagonisten [125I] Iodocyanopindolol (ICYP) in Anwesenheit des nicht selektiven beta-Rezeptorantagonisten (±)-CGP 12177. Für Primärkulturen ergaben sich Werte für KD von 15,26 ± 3,37 pM (n =6) und für BMax von 3730 ± 212 Bindungsstellen/Zelle (n = 6). Bei Verdrängungsexperimenten wurde die ICYP konzentrationsabhängig durch den beta2-selektiven Rezeptorantagonisten ICI 118.551 und den beta1-selektiven Rezeptorantagonisten CGP 20712A verdrängt, wobei für ICI 118.551 eine 10.000-fach höhere Affinität (Ki = 1,74 ± 0,15 nM in frisch-isolierten Zellen und 1,19 ± 0,41 nM in Primärkultur) gezeigt wurde als für CGP 20712A (Ki = 17 ± 7,90 μM in frisch isolierten Zellen). Die cAMP-Bildung wurde in frisch isolierten ETEZ konzentrationsabhängig durch die beta-adrenergen Rezeptoragonisten Isoproterenol, Epinephrin und Norepinephrin in der Reihenfolge ihrer Potenz mit einer EC50 von 58 nM (n = 6), 13,60 μM (n = 6) bzw. 0,43 mM (n = 6) stimuliert. Diese cAMP-Bildung konnte durch Behandlung der Zellen mit 100 nM der beta2-selektiven ICI 118.551, nicht aber durch 300 nM des beta1-selektiven CGP 20712A blockiert werden. Mit einem beta2-adrenergen Rezeptorantikörper konnte eine 72 kDa Proteinbande und mit demselben Antikörper in der Fluoreszenzfärbung Rezeptorantigene auf der Zelloberfläche nachgewiesen werden. Zusammenfassend konnten mit dem etablierten Protokoll große Mengen equiner Trachealepithelzellen isoliert und kultiviert werden. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen erstmalig, dass primäre equine Trachealepithelzellen funktionale beta2-adrenerge Rezeptoren exprimieren und das Protokoll zur Etablierung eines zellbasierten Modells geeignet ist, um in vitro verschiedene Funktionen und eine Pharmaka-induzierte Regulation der beta-adrenergen Signalkaskade hinsichtlich physiologischer und pathophysiologischer Zustände bei Atemwegserkrankungen des Pferdes und hierfür relevante pharmakologische und toxikologische Zielstrukturen untersuchen zu können.

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