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Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1450137 bytes, checksum: 1838bf2efddf0ca147f276df88417bb6 (MD5) Previous issue date: 2009-09-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It was been demonstrated that curine and reticuline, induced a vasodilator effect in the rat small mesenteric arteries through inhibition of voltage-gated Ca2+ channels (VGCC). These compounds, curine and reticuline were isolated from the root barks of Chondrondendron platyphyllum and Ocotea duckei Vattimo, respectively, therefore the aim of this work was to evaluate the vasodilator mechanism of curine and reticuline, bisbenzylisoquinoline alkaloids (BBA), isolated from the root barks of Chondrondendron platyphyllum and Ocotea duckei Vattimo, respectively, using functional and molecular approaches. Tension measurements in aorta rings, whole-cell patch-clamp and confocal techniques were employed to study the action of these alkaloids. The A7r5 smooth muscle derived cell line was used for Ca2+ currents measuring and the intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) were evaluated using confocal microscopy. The main results are as follows: in aortic rings, curine (3 - 300 μM) antagonized KCl (60 mM) and Bay K8644 (3 x 10-7 M) induced contractions. In whole-cell configuration, curine reduced the voltage-activated peak amplitude of ICa,L in a concentration-dependent manner. However, the Ca+2 current density versus voltage relationship and maximal activation voltage of ICa,L were not changed. Moreover curine did not also affect the steady-state activation of ICa,L, but shifted the steady-state inactivation curve of ICa,L for more negative potentials, however this effect was not changed in the presence of IBMX, dbcAMP and 8-brcGMP, suggesting that cyclic mononucleotides, such as cAMP and cGMP, are not involved in curine effect. In confocal experiments, curine inhibited the rise on the [Ca2+]i induced by KCl (60 mM) in dispersed vascular smooth muscle cells. In reference to reticuline (3 300 μM) was verified that alkaloid agonized CaCl2 and KCl-induced contractions and elicited vasorelaxation in aortic rings. In whole-cell configuration, reticuline reduced the voltage-activated peak amplitude of ICa,L in a concentration-dependent manner, but did not change the characteristics of current density versus. voltage relationship. Reticuline shifted leftwards the steady-state inactivation curve of ICa,L, however this effect was not changed after application of dibutyryl cyclic adenosine monophosphate to the cell. In cells pretreated with forskolin, an adenylate cyclase activator, the addition of reticuline caused further inhibition of the Ca2+ currents suggesting an additive effect, indicating that cyclic mononucleotides were not involved. Taken together the results have shown that curine and reticuline elicits vasorelaxation due to the blockade of the L-type voltage-dependent Ca2+ current in rat aorta smooth muscle cells. The reported effect may contribute to the potential cardioprotective efficacy of curine and reticuline. / Curina e reticulina são alcalóides isolados das cascas do caule e raízes de Chondrondendron platyphyllum e de Ocotea duckei Vattimo, respectivamente. Estudos anteriores demonstraram que esses alcalóides são capazes de induzir efeito vasodilatador em artéria mesentérica e aorta de rato, respectivamente, devido possível inibição dos canais para Ca2+ dependentes de voltagem (VGCC). O objetivo deste trabalho foi investigar o mecanismo vasodilatador de curina e reticulina realizando experimentações funcionais e moleculares. Foram utilizadas medidas de tensão em anéis de aorta de rato, e empregadas técnicas de patch-clamp e de microscopia confocal para estudos da ação desses alcalóides. Também foram utilizadas células A7r5, uma linhagem de células musculares lisas embrionária derivada de aorta torácica de rato, que foram usadas para medir as correntes de Ca2+ macroscópicas e a concentração de cálcio intracelular ([Ca2+]i), que foram avaliadas usando a técnicas de patch-clamp e microscopia confocal, respectivamente. Os principais resultados são: em anéis de aorta, curina (3 - 300 μM) antagonizou as contrações induzidas por KCl (60 mM) e Bay K8644 (3 x 10-7 M). Na configuração whole-cell patch clamp , curina reduziu a amplitude da corrente de cálcio do tipo L (ICa,L) de maneira dependente de concentração. Porém, curina não alterou as características das correntes na relação corrente-voltagem. A voltagem de ativação máxima para ICa,L não foi diferente em relação ao controle. Além disso, curina também não afetou a ativação no estado estacionário das ICa,L, mas deslocou a curva da inativação estacionária para potenciais mais negativos. No entanto, esse efeito promovido por curina não foi alterado na presença de IBMX, dbcAMP e 8- brcGMP, sugerindo que os mononucleotídeos cíclicos, como APMc e GMPc, não estão envolvidos no efeito da curina. Em experimentos com microscopia confocal curina inibiu os transientes de cálcio intracelulares, e reduziu o aumento de [Ca2+]i induzidos por KCl (60 mM) em células de músculo liso vascular. Em relação à reticulina (3 300 μM), foi verificado que esse alcalóide antagonizou as contrações induzidas por CaCl2 e KCl, provocando vasorelaxamento em anéis de aorta. Na configuração whole-cell patch clamp , reticulina também reduziu a amplitude das ICa,L de maneira dependente de concentração, mas não mudou as características da corrente na relação corrente-voltagem. A reticulina deslocou para potenciais mais negativos a curva de inativação estacionária para as ICa,L. Porém, esse efeito não foi alterado após a aplicação de dbcAMP e 8-brcGMP. Em células pré-tradadas com forskolina, um ativador da adenilil ciclase, a adição da reticulina causou uma inibição adicional das correntes de Ca2+ que sugere um efeito aditivo da reticulina, indicando que os mononucleotídeos cíclicos não estão envolvidos. Dessa forma, curina e reticulina provocaram vasorelaxamento, devido ao bloqueio das correntes de Ca2+ dependentes de voltagem do tipo-L em células de músculo liso, em cultura e recémdispersas, de aorta de rato, revelando que esses alcalóides têm um importante potencial como modelo químico para a concepção e posterior desenvolvimento de novos fármacos com propriedade protetora cardiovascular.

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The dendritic branch was simulated in an active manner, simulating the presence of calcium –L channels in dendrites. A hyperpolarizing current has been identified as the responsible for the decrease of temporal summation in hyppocampal’s neurons, therefore, we also simulated these channels in order to detect their influence on temporal summation. Temporal summation was evaluated applying synaptic currents of 20 Hz, and also applying excitatory post-synaptic currents–shaped (EPSC-shaped) inputs in the dendrite of the model with a pseudo-random distance between each peak. Results indicated that the presence of a hyperpolarizing current, which turns off during membrane depolarization, can counteract the temporal summation effects introduced by the calcium-L channels, minimizing the location-dependent variability for high input values. Minimizing the effects of variability is interesting because similar input pattern applied in a proximal or distal dendrite will cause the same output in soma, standardizing the input/output relationship of the motorneuron. The hyperpolarizing current, however, greatly reduces the excitability of the cell so that it can lead to variability in the output if the distal or proximal input applied is very low, since the distal one will be unable to trigger an action potential. There may be an interaction between the calcium –L channels, the hyperpolarizing current channels and the monoamine levels which will modulate the input/output relationship of the motoneuron. / Modelos matemáticos de motoneurônios são utilizados para auxiliar a compreensão dos fenômenos do sistema neuromuscular. Este estudo tem como objetivo analisar as correntes envolvidas no processo de somação temporal e no fenômeno de variabilidade dependente da localização da entrada sináptica (Location-Dependent Variability - LDV), utilizando para isso modelos de motoneurônios do tipo S e do tipo FF. A somação temporal foi definida como o aumento percentual da despolarização do soma para um trem de entradas sinápticas. A LDV é a variabilidade dos padrões de disparos no soma para mesmos padrões de entrada aplicados em dendritos distais ou proximais. Os modelos construídos foram parametrizados para motoneurônios de gatos e validados de acordo com protocolos descritos na literatura. A arborização dendrítica foi simulada de maneira ativa, com a presença de canais de cálcio do tipo -L nos dendritos. Uma corrente hiperpolarizante tem sido apontada como a responsável pela diminuição da somação temporal em neurônios do hipocampo, de maneira que essa corrente também foi incluída de maneira a detectar sua influência na somação temporal. A somação temporal foi avaliada por meio da aplicação de correntes sinápticas de 20 Hz e também pela aplicação de correntes na forma de correntes excitatórias pós-sinápticas (EPSC – Excitatory Post-Synaptic Currents) nos dendritos dos modelos com espaçamento entre picos pseudo-aleatórios. Os resultados indicaram que a presença de uma corrente hiperpolarizante, que se desativa durante a despolarização da membrana, pode contrabalancear os efeitos da somação temporal introduzida pela corrente de cálcio do tipo -L, minimizando a variabilidade dependente de localização de entrada para valores de corrente de entrada altos. A minimização dos efeitos da variabilidade possibilita que padrões semelhantes de entrada aplicados em um dendrito proximal ou distal produzam uma mesma saída no soma, padronizando a relação entrada/saída do motoneurônio. A corrente hiperpolarizante, no entanto, diminui bastante a excitabilidade da célula, de maneira que pode levar a uma variabilidade entre a entrada distal e a proximal para valores de corrente de entrada muito baixos, já que a entrada distal pode não conseguir levar ao disparo. É possível que haja uma interação entre os canais de cálcio –L, os canais de corrente hiperpolarizante e os níveis de monoaminas que irá modular a relação de entrada/saída do motoneurônio.