Submitted by Clebson Anjos (clebson.leandro54@gmail.com) on 2016-03-30T18:39:51Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1445770 bytes, checksum: 93635c33711265255604ec58e14b9042 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T18:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1445770 bytes, checksum: 93635c33711265255604ec58e14b9042 (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The process of discovering new drugs that act on the smooth muscle layer causing vascular relaxation is of fundamental importance in the treatment of cardiovascular diseases. In this context highlights the isatin, a versatile substance found in various tissues of mammals and plants which can easily undergo structural changes to yield new substances. The pharmacological effects of four novel drugs derived from isatin (IS-AK1, IS-BK1, B-001 and D-001) on the cardiovascular system using techniques in vivo and in vitro. In in vitro studies, cranial mesenteric rings from rat were kept in vats containing Tyrode at 37 ° C gassed with carbogen then they were fixed to a force transducer (PowerLab™, ADInstruments, MA, EUA) and coupled to a data acquisition system (WinDaq/XL, DI 148-U, Insight, Brasil) under tension 0.75 g, for 1 hour. After this period, the preparations were pre-contracted with phenylephrine (PHE, 10 μM) and KCl (60 mM) and then increasing concentrations of isatin derivatives were added cumulatively. All tested compounds showed vasorelaxant effect and IS-AK1 the most promising compound for presenting higher power when both in presence and in absence of endothelium compared to others (pD2 = 7.99 ± 0.11 and 7.95 ± 0.15, respectively), but these vasorelaxant responses were not different (Emax = 85.69 ± 5.18% vs. 74.62 ± 5.33%) in presence or in absence of endothelium. Therefore, IS-AK1 was then was selected for further studies in order to investigate its mechanism of action of the compound by concentration-response curves in the presence of blockers ODQ (10 μM), cyclase blocker soluble guanylyl; TEA 3 (mM) nonspecific blocker of K+ channels; TEA (1 mM) BKCa blocker; GLIB (1 μM), KATP blocker; 4-AP (1 mM) KV blocker and BaCl2 (30 μM), KIR blocker. In the presence of ODQ vasorelaxation was significantly attenuated (Emax = 39.68 ± 6.56%; pD2 = 5.07 ± 0.2, n = 6). In addition, in the presence of TEA 3 mM (Emax = 43.53 ± 8.16%, 6.72 pD2 ± 0.2, n = 6) and presence of TEA 1 mM (Emax = 39 72 ± 7.86%; pD2 = 5.63 ± 0.2, n = 6) vasorelaxant response were reduced. There was reduction in the power of the IS-AK1 when blocked by GLIB (pD2 = 7.23 ± 0.17, n = 5), 4-AP (pD2 = 7.1 ± 0.17, n = 5) and BaCl2 (pD2 = 6.23 ± 0.16, n = 5), suggesting the participation of different types of K+ channels in this response. For in vivo studies, changes in blood pressure and heart rate were investigated in non-anesthetized rats treated acutely with the IS-AK1. The IS-AK1 administration (10 mg/kg) produced blood pressure and bradycardia both in normotensive (-50 ± 12 mmHg -258 ± 40 bpm, n = 7) and hypertensive rats (-99 ± 7 mmHg, -278 ± 40 bpm, n = 6) with effects more pronounced in hypotensor effect in hypertensive rats. Thus, the vasorelaxant response promoted by IS-AK1 possibly involves the participation of sGC enzyme, thereby leading to the activation of PKG causes activation of K+ channels, KATP, KV, KIR and especially BKCa types. This mechanism of action may be contributing to hypotension and bradycardia observed in non-anesthetized rats. / O processo de descoberta de novas drogas que atuam na camada muscular lisa causando relaxamento vascular tem importância fundamental no tratamento de doenças cardiovasculares. Neste contexto, destaca-se a isatina, uma substância bastante versátil encontrada em diversos tecidos de mamíferos e de plantas que pode facilmente sofrer modificações estruturais para dar origem a novas substâncias. Neste contexto foram estudados os efeitos farmacológicos de quatro novas drogas derivadas da isatina (IS-AK1, IS-BK1, B-001 e D-001) sobre o sistema cardiovascular, utilizando-se técnicas in vivo e in vitro. Nos estudos in vitro, anéis de mesentérica cranial isolada de rato foram mantidos em cubas contendo Tyrode a 37 ºC gaseificado com carbogênio, em seguida foram fixados a um transdutor de força (PowerLab™, ADInstruments, MA, EUA) e acoplado a um sistema de aquisição de dados (WinDaq/XL, DI 148-U, Insight, Brasil) sob tensão de 0,75 g, durante 1 hora. Após este período, as preparações foram pré-contraídas com fenilefrina (FEN, 10 μM) ou KCl (60 mM) e em seguida, concentrações crescentes dos derivados da isatina foram adicionadas cumulativamente. Todos os compostos testados apresentaram efeito vasorrelaxante, sendo o IS-AK1 o composto mais promissor por apresentar maior potência tanto na presença como na ausência do endotélio (pD2 = 7,99 ± 0,11 e 7,95 ± 0,15, respectivamente). Entretanto, as respostas vasorrelaxantes máximas não foram diferentes (Emax = 85,69 ± 5,18 % vs. 74,62 ± 5,33 %) na presença e na ausência de endotélio. Portanto, o IS-AK1 foi selecionado para estudos subsequentes afim de investigar seu mecanismo de ação por meio de curvas concentração-resposta ao composto na presença dos bloqueadores ODQ (10 μM), bloqueador da ciclase de guanilil solúvel; TEA (3 mM), bloqueador inespecífico de canais para K+; TEA (1 mM), bloqueador de BKCa; GLIB (1 μM), bloqueador de KATP; 4-AP (1 mM), bloqueador de Kv e BaCl2 (30 μM), bloqueador de KIR. Na presença do ODQ, o vasorrelaxamento foi significativamente atenuado (Emax = 39,68 ± 6,56 %; pD2 = 5,07 ± 0,2, n = 6). Além disso, a resposta vasorrelaxante foi reduzida na presença de TEA (3 mM), (Emax = 43,53 ± 8,16 %; pD2 6,72 ± 0,2, n = 6) e na presença de TEA (1 mM) (Emax = 39,72 ± 7,86 %; pD2 = 5,63 ± 0,2, n = 6). Ocorreu redução na potência do IS-AK1 quando bloqueado por GLIB (pD2 = 7,23 ± 0,17, n = 5), 4-AP (pD2 = 7,1 ± 0,17, n = 5) e BaCl2 (pD2 = 6,23 ± 0,16, n = 5), sugerindo a participação de diferentes canais para K+ nesta resposta. Para os estudos in vivo, foram investigadas as alterações na pressão arterial e frequência cardíaca em ratos não-anestesiados tratados agudamente com o IS-AK1. A administração de IS-AK1 (10 mg/kg) produziu hipotensão e bradicardia tanto em ratos normotensos (-50 ± 12 mmHg, -258 ± 40 bpm, n = 7) quanto em ratos hipertensos (-99 ± 7 mmHg, -278 ± 40 bpm, n = 6) com efeito mais pronunciado no efeito hipotensor em ratos hipertensos. Deste modo, a resposta vasorrelaxante promovida pelo IS-AK1 parece envolver a participação da enzima sGC, consequentemente levando a ativação da PKG, ocasionando a ativação de canais para K+ do tipo KATP, KV, KIR e, principalmente, BKCa. Este mecanismo de ação pode estar contribuindo para a hipotensão e bradicardia observadas em ratos não-anestesiados.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2116236 bytes, checksum: d980c77ceebcbdbba85d747746d497be (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The flavonoid 3,6-dimethyl ether galetin (FGAL) was isolated from aerial parts of Piptadenia stipulacea (Benth.) Ducke. In previous studies, Macêdo et al. (2011a) demonstrated that FGAL inhibited in a significant and concentration-dependent manner the phasic contractions induced by carbachol and oxytocin on rat uterus, in a higher potency to oxytocin. The aim of this study was to investigate the mechanism of tocolytic action of FGAL on rat uterus. Segments of rat uterus were suspended in organ bath and the isometric contractions were monitored. FGAL inhibited (pD 2 = 5.68 ± 0.06) oxytocin cumulative curves and these were shifted to the right, in a non parallel manner (slope = 3.59 ± 0.04), with Emax the reduction, suggesting a non-competitive antagonism. In relation to the tonic contractions, FGAL relaxed in a concentration-dependent and significant manner but not equipotent rat uterus pre-contracted both oxytocin (pD2 = 6.9 ± 0.1) and KCl (pD2 = 5.6 ± 0.06). How the opening channels for calcium-dependent voltage (CaV) is one of the common step to the signaling pathways of oxytocin and KCl to maintain the tonic phase of contraction, raised the hypothesis that FGAL could be acting by blocking the influx of Ca2+ through the CaV. Therefore, cumulative contractions were induced with CaCl2 in depolarizing medium nominally without Ca2+ in the presence and absence of several concentrations of FGAL. The flavonoid antagonized the contractions induced by CaCl2 evidenced by shift to the right of the control curve in a non parallel manner with reduction of Emax, suggesting that FGAL is blocking indirectly the CaV to promote tocolytic effect on rat uterus. The K+ channels play a key role in membrane potential regulation and CaV modulation. According to this premise, we decided to investigate the involvement of these channels in the tocolytic action of FGAL. The relaxing potency of FGAL (pD2 = 6.9 ± 0.1) were reduced approximately 20 folds in the presence of CsCl (pD2 = 5.6 ± 0.01), a non-selective K+ channels blocker, confirming K+ channels the participation to the relaxant effect of the flavonoid. To determinated which K+ channel(s) subtype(s) were involved, selective blockers of these channels were used. The relaxation curve induced by FGAL was shifted to right in the presence of 4-aminopyridine (pD2 = 5.4 ± 0.01), a selective blocker of voltage gated K+ channels (KV); of glibenclamide (pD2 = 5.3 ± 0.01), a selective blocker of ATP sensitive K+ channels (KATP); of apamin (6.3 ± 0.02), a selective blocker of small conductance calcium-activated K+ channels (SKCa) and tetraethylamonium (TEA+) 1 mM (pD2 = 5.0 ± 0.08), a big conductance calcium-activated K+ channels (BKCa), suggesting the involvement of these channels on tocolytic action mechanism of FGAL on rat uterus. The aminophylline, a non selective inhibitor of phosphodiesterases (PDE), did not potentialized (pD2 = 6.7 ± 0.03) the relaxation produced by FGAL on rat uterus, suggesting that the cyclic nucleotides pathway is not involved on relaxing effect induced by FGAL. Thus, we concluded that the relaxing action mechanism of FGAL in rat uterus involves positive regulation of K+ channels, that indirectly modulated the CaV, leading to a consequent reduction of [Ca2+]c and uterine smooth muscle relaxation. / O flavonoide 3,6-dimetil éter galetina (FGAL) foi isolado das partes aéreas de Piptadenia stipulacea (Benth.) Ducke. Em estudos anteriores, Macêdo et al. (2011a) demonstraram que FGAL inibiu de maneira dependente de concentração as contrações fásicas induzidas por carbacol e ocitocina em útero isolado de rata, sendo mais potente para ocitocina. Desta forma, o objetivo desse estudo foi investigar o mecanismo de ação tocolítica de FGAL em útero de rata. Para tanto segmentos de útero de rata foram suspensos em cuba para órgãos isolados e as contrações isométricas foram monitoradas. FGAL inibiu (pD´2 = 5, 68 ± 0,06) as curvas cumulativas à ocitocina e estas foram desviadas para direita, de forma não paralela ( slope = 3,59 ± 0,04), com redução do Emax, sugerindo um antagonismo não competitivo. Em relação às contrações tônicas, FGAL relaxou de maneira significante, dependente de concentração e não equipotente o útero pré-contraído tanto por ocitocina (pD2 = 6,9 ± 0,1) como por KCl (pD2 = 5,6 ± 0,06). Como a abertura dos canais para cálcio dependentes de voltagem (CaV) é um dos passos comum às vias de sinalização da ocitocina e do KCl para manutenção da fase tônica da contração, levantou-se a hipótese de que FGAL poderia estar agindo por bloqueio do influxo de Ca2+ através dos CaV. Assim, foram induzidas contrações cumulativas com CaCl2 em meio despolarizante e nominalmente sem Ca2+ na presença e na ausência de várias concentrações de FGAL. O flavonoide antagonizou as contrações induzidas pelo CaCl2 evidenciado pelo desvio da curva controle para a direita de maneira não paralela e com diminuição do efeito máximo. Sugerindo assim que FGAL bloqueia de maneira indireta os CaV para promover efeito tocolítico em útero de rata. Os canais para K+ desempenham um papel chave na regulação do potencial de membrana e modulação dos CaV. Diante dessa premissa, decidiu-se investigar a participação desses canais na ação tocolítica de FGAL. A potência relaxante de FGAL (pD2 = 6,9 ± 0,1) foi reduzida em aproximadamente 20 vezes na presença de CsCl (pD2 = 5,6 ± 0,01), bloqueador não seletivo dos canais para K+, confirmando a participação de canais para K+ no efeito relaxante do flavonoide. Para determinar qual(is) canal(is) para K+ estariam envolvidos usou-se bloqueadores seletivos desses canais. A curva de relaxamento induzida por FGAL foi desviada para direita na presença de 4 -aminopiridina (pD2 = 5,4 ± 0,01), um bloqueador seletivo dos canais para K+ ativados por voltagem (KV); de glibenclamida (pD2 = 5,3 ± 0,01), um bloqueador seletivo dos canais para K+ ativados por ATP (KATP); de apamina (6,3 ± 0,02), um bloqueador seletivo dos canais para K+ de pequena condutância ativados por cálcio (SKCa) e tetraetilamônio 1 mM (pD2 = 5,0 ± 0,08), que nesta concentração é um bloqueador seletivo dos canais para K+ de grande condutância ativados por cálcio (BKCa), sugerindo o envolvimento destes canais no mecanismo de ação tocolítica de FGAL em útero isolado de rata. A aminofilina um inibidor não seletivo de fosfodiesterases (PDE) não potencializou (pD2 = 6,7 ± 0,03) o relaxamento produzido por FGAL em útero de rata, sugerindo que não há participação da via dos nucleotídios cíclicos no efeito relaxante induzido por FGAL. Conclui-se que o mecanismo de ação tocolítica de FGAL em útero de rata envolve a modulação positiva de canais para K+, majoritariamente dos BKCa, que modulam indiretamente os CaV, levando ao relaxamento da musculatura lisa uterina.

No Brasil, a espécie Tityus serrulatus (Ts) é a responsável pela maioria dos acidentes de envenenamento com escorpiões, bem como pela maior incidência de acidentes ocasionados por animais peçonhentos. Isso ocorre devido ao fato desta espécie possuir somente fêmeas, realizando uma reprodução assexuada (partenogênese), facilitando assim sua proliferação. Atualmente, existem 16 diferentes toxinas descritas provenientes da peçonha de Ts, sendo a Ts1 a mais abundante na peçonha solúvel. Dentre estas toxinas, as neurotoxinas com ação em canais para sódio e potássio são as que despertam maior interesse da comunidade científica, devido aos seus efeitos no envenenamento e especificidades por canais iônicos. As neurotoxinas com ação em canais para potássio são compostas por uma alfa-hélice e três fitas-beta antiparalelas, e são constituídas por 23-43 resíduos de aminoácidos. Essas estão classificadas em quatro famílias (?-, ?-, g- e k-KTx). A família ?-KTx é a de maior relevância e está dividida em 21 subfamílias. Estas toxinas com alta especificidade para diferentes subtipos de canais para sódio e potássio são de extrema importância, pois podem ser utilizadas como ferramentas terapêuticas específicas para células-alvo. Até o momento, nosso grupo realizava o isolamento dessas toxinas utilizando como primeira etapa de purificação a cromatografia da peçonha em coluna de CM-Celulose-52, segundo protocolo descrito por Arantes e colaboradores (1989). O presente trabalho padronizou um novo método de fracionamento inicial da peçonha utilizando a mesma coluna, porém incorporando o uso de CLAE (Cromatografia Liquida de Alta Eficiência), onde foi possível observar um perfil cromatográfico semelhante ao anterior (XIII Frações), porém com maior reprodutibilidade e praticidade. Algumas frações do método anteriormente descrito foram subdivididas em duas (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), demonstrando que o novo procedimento também apresenta melhor resolução dos componentes da peçonha. Utilizando o novo método, foram purificadas as toxinas Ts6 e Ts7. Os efeitos dessas toxinas foram avaliados em 14 diferentes tipos de canais para potássio (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), expressos em células de oócitos de Xenopus laevis, através da técnica de voltage-clamp com dois microeletrodos. A toxina Ts6 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), porém nos canais Kv1.2, Kv1.3 e Shaker sua ação bloqueadora foi mais intensa. Através de experimentos de dose-resposta foi possível comprovar tal seletividade, demonstrando que a toxina Ts6 atua em quantidades extremamente baixas em ambos os canais (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). A toxina Ts7 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais para K+ (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4 Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv7.1, hERG e Shaker), porém a ação de bloqueio em vários subtipos de canais não apresentou diferenças significativas, mostrando baixa seletividade entre os canais analisados. Este trabalho foi de Resumo ii extrema importância por melhorar a reprodutibilidade, praticidade e resolução do método de fracionamento da peçonha de Ts, bem como por fornecer uma avaliação eletrofisiológica criteriosa das toxinas Ts6 e Ts7 em diferentes subtipos de canais para potássio. O presente estudo demonstra a potencial aplicação da toxina Ts6, seletiva para canais Kv 1.3, para o tratamento de doenças autoimunes. Além disso, indica o uso das toxinas Ts6 e Ts7 como ferramentas para o estudo de características estruturais e funcionais de canais para potássio. / In Brazil, Tityus serrulatus (Ts) species is the responsible for the most scorpion accidents and also for the major incidence of accidents caused by venomous animals. About 16 different toxins of Ts venom have been listed so far, being Ts1 the major one. Among these toxins, the neurotoxins with action on sodium and potassium channels are the most interest in the scientific community, due to their effect in the envenomation and ion channel specificity. The neurotoxins with action on potassium channels are composed of an ?-helix and three ?-strands formed by 23-43 amino acid residues. They are classified into four families (?-, ?-, g- and ?- KTx). The ?-KTx family is the most relevant and is divided into 21 subfamilies. These toxins with high specificity for different subtypes of sodium and potassium channels are very important, because they can be used as therapeutic tools to specific target cells. Until now, the fractionation of these toxins was done using a CM-Cellulose-52 column, according to the protocol of Arantes and co-workers (1989). The present work standardized a new method of isolation using the same column, but incorporated the use of HPLC (High Performance Liquid Chromatography), in which was observed a chromatographic profile such as the previous one (XIII Fractions), however with high resolution and more practical. Some fraction of the previous method were divided in two subfractions (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), showing that the new method also present high resolution. Using the new method, it was isolated the Ts6 and Ts7 toxin. The effects of these toxins were evaluated in 14 different types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), which were expressed in Xenopus laevis oocytes using the voltage-clamp technique with twomicroelectrodes. The Ts6 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking of Kv1.2 and Kv1.3 was significantly more intense. Using dose-response experiments, it was possible to confirm this selectivity, in which Ts6 demonstrates to act in both channels in extremely low quantities (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). The Ts7 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking action on multiple subtypes channels showed no significant differences, showing low selectivity among the channels analyzed. This work was important to improve and facilitate the method of fractionation of Ts venom, as well as evaluate the electrophysiology properties of the toxins Ts6 and Ts7 of interacting with different types of potassium channels. These studies will be essential for future applications of these toxins as drugs to treat channelpathies or as tools to study potassium channels structurally and functionally.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4097090 bytes, checksum: 20afefc885332713d2591aa778f7c7c0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The essential oils are volatile organic constituents found in aromatic plants, which present several monoterpenes, such a-terpineol. Studies have demonstrated some biologic activities such as hypotensive and vasorelaxant (Guedes et al., 2004). In the present work the cardiovascular effects of a-terpineol was investigated and the pharmacodynamics of this effect was characterized. Wistar Kyoto and spontaneously hypertensive rats (SHR) were anaesthetized and polyethylene catheters were inserted into the low abdominal aorta and inferior vena cava for blood pressure measurements and administration of drugs. Isolated superior mesenteric rings (1-2 mm) were suspended by cotton threads for isometric tension recordings in Tyrode s solution (37°C, gassed with 95% O2 and 5% CO2), under 0.75g resting tension were measured by using pressure transducers, coupled to a computer set and CVMS software Miobath-4, WPI, Sarasota, EUA. In addition, the bioavailability of NO and eNOS, AKT and AMPK activity were quantified when exposing cells to α-terpineol in the cultured endothelial cells. In both SHR and normotensive rats, i.v. bolus injections of α-terpineol (1 20 mg/kg) decreased mean arterial pressure (MAP) in a dose-related manner, WKY (-103, -399, -5211, -6212 mmHg, n=10) and SHR (-375, -577, -715, -844 mmHg, n=9) associated with tachycardia. However, hypotensive and tachycardic responses were significantly attenuated after L-NAME (20 mg/kg, i.v.). The -terpineol demonstrated improves the baroreflex sensitivity. In intact isolated rat mesenteric rings -terpineol (10-12 10-5M) induced concentration-dependent relaxation of the contractions induced by phylephrine (10M) WKY Emax= 60  4 or SHR Emax= 53.7 ± 3, p<0.05, n=9). After endothelium removal the vasorelaxant elicited by -terpineol was significantly attenuated WKY [Emax= 20.5  1*] and SHR [Emax= 16.1 ± 3*, p<0.05, n=8]. Similar results were obtained in the presence of L-NAME 100M, a competitive antagonist of NOS, hydroxocobalamin 30 μM, a NO scavenger or ODQ 10μM, a selective inhibitor of soluble guanylyl cyclase. In addition, in endothelial cells, a-terpineol increased eNOS activation and NO levels by phosphorylation of PI3K/ AKT and AMPK pathway. However, atropine (1ηM) or indometacin (10 μM) had no effect on the a-terpineol -induced vasorelaxation. Furthermore, vasorelaxation was significantly attenuated in the presence of 20 mM KCl a modulator K+ efflux or several blocking of potassium channels: 1mM 4-aminopirimidine, 10 M glibenclamide, 1 mM tetraethylammonium and carybdotoxin plus apamin (0.2uM). In conclusion, the present study demonstrated that a-terpineol induced hypotensive effect, probably due to a decrease of peripheral vascular resistances, which seems to be mediated by endothelium derived relaxant factors, at least NO induced. These results suggest that vasorelaxant response, almost completely mediated by the endothelium, likely via NO release and activation eNOS by PI3K and AMPK with consequently activation of NO-cGMP pathway and potassium channels activation at least, KCa, KV, and KATP are involved in the vasorelaxant effect induced by a-terpineol. / Os óleos essenciais são componentes voláteis orgânicos encontrados em plantas aromáticas, que apresentam vários monoterpenos, como o α-terpineol. Estudos têm demonstrado algumas atividades biológicas, tais como hipotensivas e vasorelaxantes (Guedes et al., 2004). No presente trabalho, estudaram-se os efeitos cardiovasculares do α-terpineol e caracterizou-se a farmacodinâmica destes efeitos. Para isso foram utilizados ratos normotensos Wistar (WKY) e espontaneamente hipertensos (SHR), empregando técnicas combinadas in vivo, in vitro, e cultivo de células endoteliais. Para determinar a medida direta da pressão arterial, foram implantados cateteres na artéria aorta e veia cava inferior para administração de drogas em ratos WKY e SHR. Adicionalmente, foram realizados estudos para avaliar a reatividade vascular, assim, animais foram sacrificados e a artéria mesentérica superior foi isolada. Os anéis foram mantidos em cubas com solução de Tyrode, e gaseificada com carbogênio. Os anéis foram fixados a um transdutor de força, o qual estava acoplado a um sistema de aquisição de dados (Miobath-4, WPI, Sarasota, EUA) a uma tensão de 0,75 g por 1h. Após este período as preparações, foram pré-contraídas com 10 μM de fenilefrina (FEN) e, em seguida, concentrações crescentes de a-terpineol (10-12-10-5 M) foram adicionadas cumulativamente. Adicionalmente, realizamos experimentos para quantificação da produção de NO e determinação da atividade da eNOS, AKT e AMPK em cultivo de células endoteliais, utilizando as técnicas de citometria de fluxo e western blotting. Assim, observamos que a-terpineol (1, 5, 10 e 20 mg/kg i.v., randomicamente) produziu uma hipotensão dose-dependente em ratos WKY (-103, -399, -5211, -6212 mmHg, n=10) e SHR (-375, -577, -715, -844 mmHg, n=9, respectivamente), associada a taquicardia. A resposta hipotensora foi atenuada significantemente, após o tratamento com L-NAME (20 mg/kg, i.v), sugerindo que esse efeito pode ser decorrente de uma diminuição da resistência periférica., α-terpineol demonstrou melhorar a sensibilidade do barorreflexo. A resposta vasorelaxante foi significativamente atenuada quando comparada aos anéis na presença (WKY Emax= 60  4 e SHR Emax= 53,7 ± 3, p<0,05, n=9) e na ausência do endotélio funcional [WKY Emáx= 20,5  1 e SHR Emáx=16,1 ± 3, p<0,05, n=8]. Em anéis pré-contraídos com FEN na presença de L-NAME (100 μM), Hidroxicobalamina (30 μM) e ODQ (10 μM), a resposta relaxante foi atenuada significantemente, sugerindo uma participação da via NO-GMPc. Adicionalmente, a-terpineol aumentou os níveis de produção de NO e a atividade da eNOS por fosforilar vias como a PI3K e AMPK. No entanto, na presença de atropina (1 mM) ou indometacina (10 uM), a resposta vasorelaxante de a-terpineol não foi alterada indicando que os receptores muscarínicos e metabólitos da enzima Ciclooxigenase parecem não estar envolvidos. KCl (20mM) foi capaz de atenuar o efeito de a-terpineol, e preparações com endotélio vascular incubados com glibenclamida (10 uM) e 4-aminopiridina (1 mM), tetraetilamônio (1 mM) e caribdotoxina + apamina (0,2 μM). Deste modo, concluímos que resposta vasorelaxante promovida pelo a-terpineol é dependente de endotélio e envolve a via L-Arginina-NO-GMPc por aumentar a fosforilação da eNOS por vias PI3K e AMPK, produção de NO e EDHF com participaçãode canais para potássio do tipo KCa, KV e KATP em SHR e WKY e estes efeitos são responsáveis por eventos in vivo.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1204463 bytes, checksum: 3201c67d583f13a718e1d142910fb5c4 (MD5) Previous issue date: 2008-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The essential oils are volatiles organic constituents found in aromatic plants, which present several monoterpenes. a-terpineol is an important chemical constituent of the essential oil of many plants.. Studies have demonstrated some biologic activities such as antifungal and antispasmodic. In the present work the cardiovascular effects of a-terpineol were investigated in normotensive rats. Male Wistar rats (250-350 g) were anaesthetized and polyethylene catheters were inserted into the low abdominal aorta and inferior vena cava for blood pressure measurements and administration of drugs. Arterial pressure and heart rate were measured by using a pressure transducers coupled to a computer set and CVMS software. Isolated superior mesenteric rings (1-2 mm) were suspended by cotton threads for isometric tension recordings in Tyrode s solution (37°C, gassed with 95% O2 and 5% CO2), under 0.75g resting tension. In normotensive non-anaesthetized rats (n=6), a-terpineol (1, 5, 10, 20, 30 mg/Kg i.v., randomly) injections produced hypotension (-8,6 ± 2,25; - 18,35 ± 4,35; -33,25±6,0; -51,2±4,5 e -49,5±6,5 mmHg, n=6 , respectively followed by tachycardia (44,6±5,3; 24,5±8,4; 109,8±7,3; 113,2±12,4 e 35,8±14,0 bpm, n=6, respectively). However, hypotensive and tachycardic responses were significantly attenuated after L-NAME (20 mg/Kg ,i.v.) administration i.v (-1,5±0,6; -4,9±2,0; - 6,9±2,8; -22,0±9,0 e -22,1±9,0 mmHg, n=4). In intact isolated rat mesenteric rings a- terpineol (10-12 10-5M) induced concentration-dependent relaxation of the contractions induced by phylephrine (10μM) [Emax=62.41±13.79%]. After endothelium removal the vasorelaxant elicited by a-terpineol was significantly attenuated [Emax= 20.08±4.95]. Similar results were obtained in the presence LNAME 100 or 300 μM, a competitive antagonist of NOS, hydroxocobalamin 30 μM, a NO scavenger or ODQ 10μM, a selective inhibitor of soluble guanylyl cyclase [Emax= 18.33± 3.85% Emax= 23.24± 3.93% Emax= 23.49±7.05 Emax= 20.79 ± 1.06% respectively, p<0,001]. Furthermore, vasorelaxation was significantly attenuated in the presence of 20 mM KCl a modulator K+ efflux [Emax=23.07±14.36%] or several blocking of potassium channels: 1mM 4-aminopirimidine [Emax=26.48±10.50 %], 10 μM glibenclamide [Emax=27.97±3.7%], was not significantly modified after 1 mM tetraethylammonium [Emax=55.40±17.56%]. In conclusion, the present study demonstrated that a-terpineol induced hypotensive effect, probably due to a decrease of peripheral vascular resistances, which seems to be mediated by endothelium derived relaxant factors, at least NO.induced. These results suggest that vasorelaxant response, almost completely mediated by the endothelium, likely via NO release and activation of NO-cGMP pathway and consequently by potassium channels activation at least, KV, and KATP are involved in the vasorelaxant effect induced by a-terpineol. / Os monoterpenos são voláteis, freqüentemente encontrados nos os óleos essenciais e possui um elevado potencial terapêutico. O a-terpineol é um terpenóide com baixa toxicidade, e componente majoritário de óleos essenciais de muitas espécies vegetais. Os efeitos cardiovasculares de a-terpineol foram estudados em ratos usando técnicas combinadas in vivo e in vitro. Foram utilizados ratos Wistar que foram cirurgiados para implantação dos cateteres na artéria aorta e veia cava inferior para a medida direta da pressão arterial. Para os estudos de reatividade vascular os animais foram sacrificados e a artéria mesentérica superior foi isolada. Os anéis foram mantidos em cubas com solução de Tyrode, (37º C) e gaseificada com carbogênio. Os anéis foram fixados a um transdutor de força (FORT 10, WPI, Sarasota, EUA), o qual estava acoplado a um sistema de aquisição de dados (Miobath-4, WPI, Sarasota, EUA) a uma tensão de 0,75 g por 1h. Após este período as preparações, foram pré-contraídas com fenilefrina (FEN) 10 μM em seguida as concentrações crescentes de a-terpineol (10-12-10-5 M), foram adicionadas cumulativamente. Em ratos normotensos não-anestesiados, a-terpineol (1, 5, 10, 20 e 30 mg/Kg i.v., randomicamente) produziu uma hipotensão dose-dependente (- 8,6±2,25; -18,35±4,35; -33,25±6,0; -51,2±4,5 e -49,5±6,5 mmHg, n=6 respectivamente) associada a taquicardia (44,6±5,3; 24,5±8,4; 109,8±7,3; 113,2± 12,4 e 35,8±14,0 n=6, respectivamente). A resposta hipotensora foi atenuada significantemente, após o tratamento com L-NAME 20 mg/Kg, i.v (-1,5±0,6; -4,9±2,0; -6,9±2,8; -22,0±9,0 e -22,1±9,0 mmHg, n=4, respectivamente), sugerindo que esse efeito pode ser decorrente de uma diminuição da resistência periférica acompanhada por uma resposta taquicárdica provavelmente de origem reflexa. A resposta vasorelaxante foi significativamente atenuada quando comparada aos anéis na presença (Emáx=62,41±13,79%) e na ausência (Emáx= 20,08±4,95%) (p<0,001) do endotélio funcional e em contrações com KCl 80 mM não foi alterado significativamente. Em anéis pré-contraídos com FEN na presença de L-NAME 100 μM e 300 μM, Hidroxicobalamina 30 μM e ODQ 10 μM a resposta relaxante foi atenuada significantemente, sugerindo uma participação de FRDEs. No entanto na presença de atropina (1 hM) e indometacina (10 μM) a resposta vasorelaxante de a- terpineol não foi alterada indicando que os receptores muscarínicos e metabólitos da enzima cicloxigenase parecem não estar envolvidos nesta resposta vasorelaxante. Em anéis na presença ou na ausência do endotélio, KCl 20mM foi capaz de atenuar o efeito de a-terpineol, e preparações com endotélio vascular incubados com glibenclamida (10 μM) e 4-aminopiridina (1 mM) a resposta vasorelaxante também foi atenuada, mas não foi alterada significantemente na presença de tetraetilamônio (1 mM). Deste modo, constatou-se que, a resposta vasorelaxante promovida pelo a- terpineol é dependente de endotélio e parece envolver a participação do NO, através da via L-Arginina-NO-GMPc e conseqüente ativação de canais para potássio do tipo KV e KATP.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1650279 bytes, checksum: 848f51aee13c80e0d670d1542b962211 (MD5) Previous issue date: 2010-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / 8(17),12E,14-labdatrien-18 oic acid (labdane-302), is a diterpene isolated from the stem bark of Xylopia langsdorfiana A. St.-Hil. & Tul. In a preliminary study, Ribeiro (2003) demonstrated that labdane-302 inhibited in an equipotent manner the phasic contractions induced by carbachol or oxytocin in rat uterus. The aim of the present study was to investigate the spasmolytic action mechanism of labdane-302 in that organ. Isometric and isotonic contractions were monitored and the parameters of relative potency and efficacy were determined from cumulative concentration-response curves. Labdane-302 inhibited the cumulative concentration-response curves to carbachol (pD´2 = 3.4 ± 0.1; r2 = 0.9 ± 0.05) and oxytocin (pD´2 = 3.8 ± 0.2; r2 = 0.9 ± 0.04) these were shifted to the right, in a non-parallel manner (Schild plot slope = 0.15 ± 0.04 and 1.13 ± 0.1 respectively), with reduction of the maximal effect (Emax), suggesting a noncompetitive antagonism. Labdane-302 was not effective in relaxing the uterus pre-contracted by 60 mM KCl (Emax = 9.75 ± 0.07%),on the other hand, relaxed in a significant and concentration dependent manner the rat uterus pre-contracted by oxytocin (pD2 = 4,3 ± 0,06), suggesting a possible involvement of the K+ channels in the spasmolytic effect caused by labdane-302. Because K+ channels play a major role in the regulation of membrane potential and modulation of CaV, we decided to investigate the participation of K+ channels in the spasmolytic action of labdane-302. The relaxant potency of labdane-302 (pD2 = 4.3 ± 0.06) was decreased about 16 times in the presence of CsCl (pD2 = 3.1 ± 0.06), a non-selective K+channels blocker, suggesting a possible involvement of the K+ channels in the tocolytic effect of the labdane-302. In order to verify which subtypes of K+ channels could be involved we used selectives blockers of these channels. The observation that 4-aminopyridine, a selective blocker of voltage-gated K+ channels (Kv), and that glibenclamide, a selective blocker of the ATP-sensitive K+ channels (KATP) did not change the relaxant effect of labdane-302 suggests that KV and KATP are not involved in its action mechanism. However, the log concentration-response curve induced by labdane-302 was shifted to the right in the presence of apamine (pD2 = 3.8 ± 0.03), a selective blocker of the small-conductance calcium-activated K+ channels (SKCa) and TEA+ 1 mM (pD2 = 3.6 ± 0.04), a selective blocker of the large conductance clacium-activated K+ channels (BKca). The involvement of BKCa was confirmed using a specific blocker of that channels iberiotoxin (IbTx) (pD2 = 3.8 ± 0.06) , suggesting the involvement of SKCa and BKCa in the tocolytic action mechanism induced by labdane-302 on uterus rat. The aminophylline a nonselective inhibitor of phosphodiesterases (PDE) potentiated (pD2 = 7.8 ± 0.1) in about 320 times the relaxation produced by labdane-302 in rat uterus. The results suggest that effect of labdane-302 on uterus rat, involves the activation of the SKCa e BKCa, which modulate indirectly the CaV, leading to a decrease the [Ca2+]c , and cyclic nucleotides like cAMP and cGMP may be involved in this tocolytic action / O ácido 8(17),12E,14-labdatrieno-18-óico (labdano-302) é um diterpeno isolado das cascas do caule de Xylopia langsdorfiana A. St.-Hil. & Tul. Em estudos anteriores Ribeiro (2003) demonstrou que o labdano-302 inibiu de maneira eqüipotente as contrações fásicas induzidas por carbacol e ocitocina em útero de rata. Assim, o objetivo desse estudo foi investigar o mecanismo de ação tocolítico do labdano-302. As contrações isométricas e isotônicas foram monitoradas e os parâmetros de potência e eficácia relativas foram determinados a partir de curvas de concentrações-resposta cumulativas. O labdano-302 inibiu as curvas cumulativas ao carbacol (pD´2 = 3,4 ± 0,1; r2 = 0,9 ± 0,05) e ocitocina (pD´2 = 3,8 ± 0,2; r2 = 0,9 ± 0,04) e estas foram desviadas para direita, de forma não paralela ( slope de Schild = 0,15 ± 0,04 e 1,13 ± 0,1 respectivamente), com redução do Emax, sugerindo um antagonismo não competitivo. O labdano-302 não foi eficaz em antagonizar as contrações induzidas por 60 mM de KCl apresentando um Emax = 9,75 ± 0,07%, por outro lado, labdano-302 relaxou de maneira significante e dependente de concentração quando o útero era pré-contraído por ocitocina (pD2 = 4,3 ± 0,06), sugerindo que este diterpeno deve estar agindo por uma modulação positiva de canais para potássio. Os canais para K+ desempenham um papel chave na regulação do potencial de membrana e modulação dos CaV, então decidiu-se investigar a participação desses canais na ação tocolítica do labdano-302. A potência relaxante de labdano-302 (pD2 = 4,3 ± 0,06) foi reduzida em aproximadamente 16 vezes na presença de CsCl (pD2 = 3,1 ± 0,06), bloqueador não seletivo dos canais para K+, confirmando a participação de canais para K+ no efeito relaxante do labdano-302. Para verificar qual(is) canal(is) para K+ estariam envolvidos usou-se bloqueadores seletivos desses canais. O fato da 4-aminopiridina, bloqueador seletivo dos canais para K+ abertos por voltagem (Kv), e da glibenclamida, bloqueador seletivo dos canais para K+ sensíveis ao ATP (KATP) não alterar o efeito relaxante do labdano-302 indica que os KV e os KATP não estariam envolvidos em seu mecanismo de ação tocolítico. Entretanto, a curva concentração-resposta de relaxamento induzida pelo labdano-302 foi desviada para direita na presença de apamina (pD2 = 3,8 ± 0,03), um bloqueador seletivo dos canais para K+ ativados por Ca2+ de pequena condutância (SKCa), ou de tetraetilamônio 1 mM (pD2 = 3,6 ± 0,04), que nesta concentração é um bloqueador seletivo dos canais para K+ de grande condutância ativados por cálcio (BKCa). A participação dos BKCa foi confirmada utilizando um bloqueador específico para esses canais a iberiotoxina (IbTx) (pD2 = 3,8 ± 0,06), sugerindo o envolvimento dos SKCa e dos BKCa no mecanismo de ação tocolítico do labdano-302 em útero isolado de rata. A aminofilina um inibidor não seletivo de fosfodiesterases (PDE) potencializou (pD2 = 7,8 ± 0,1) em cerca de 320 vezes o relaxamento produzido por labdano-302 em útero de rata. Conclui-se que o mecanismo de ação relaxante do labdano-302 em útero isolado de rata envolve a modulação positiva de canais para K+, mais especificamente os SKCa e BKCa, que modulam indiretamente os CaV, levando a uma conseqüente redução da [Ca2+]c , e que nucleotídios cíclicos como o AMPc e GMPc podem estar envolvidos nesta ação.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Thymol, a monoterpene phenol derivative of cymene, is found in abundance in the essential oils produced by numerous herbs and spices such as thyme (Thymus vulgaris L.), oregano (Origanum vulgaris L.) and Lippia alba (mill.). Several biological effects have been described for thymol such as antioxidant, anti-inflammatory, local anesthetics, antinoceptive, healing and antibacterial properties. It was described the application of thymol in food Science, as herbicidad and inseticides. Moreover, essential oils containing thymol have been used in folk medicine to treat various physiological disorders such as gastrites, indigestion and stomach pains. The present study investigated the gastroprotective actions of thymol (10, 30 and 100 mg/kg, p.o.) in the acute indomethacin and ethanol and chronic acetic acid-induced ulcer models in rats. Some of the mechanisms underlying to the gastroprotective effect of thymol were investigated in the ethanol-induced ulcer model. Gastric secretion parameters (volume, pH, and total acidity) were also evaluted by the pylorus ligature model, and the mucus in the gastric content was determined. The antimicrobial activity against Helicobacter pylori of thymol was performed using the agar-well diffusion method. Thymol produced a dose dependent reduction (p < 0.01) on the total lesion area in the ethanol-induced ulcer model. This gastroprotection was also evaluated microscopically showing that the thymol at all doses decreased the loss of epithelial cells. The gastroprotective response caused by thymol (30 mg/kg) was signigicantly attenuated (P < 0.001) by intraperitoneal treatment of rats with indomethacin (a non-selective inhibitior of cyclo-oxygenase, 10 mg/kg) and glibenclamide (ATP-sensitive K channel blocker), but not by DL-Propargylglycine (PAG, a cystathionine-γ-lyase inhibitor) and Nw-nitro-L-arginine methyl ester hydrochloride (L-NAME, a non-selective inhibitor of nitric oxide synthase). Thymol (30 and 100 mg/kg) also reduced the ulcer index (p < 0.05) and the total lesion area (p < 0.001) in the indomethacin and acetic-induced ulcer models, respectively. In the model of pylorus ligature, the treatment with thymol failed to significantly change the gastric secretion parameters. However, after treatment with thymol (30 and 100 mg/kg) there was a significant increase (p < 0.01) in mucus production. Thymol showed no antimicrobial activity against H. pilory in vitro. Collectively, the present results provide evidence that thymol displays gastroprotective actions on the acute and chronic ulcer models involving mechanisms as increased amount of mucus, prostaglandins, and ATP-sensitive K+ channels. / O timol, um monoterpeno fenólico derivado do cimeno encontrado abundantemente em óleos essenciais, é produzido por numerosas plantas aromáticas e especiarias tais como tomilho (Timus vulgaris L.), orégano (Origanum vulgaris L.) e Lippia alba (mill.). Diversos efeitos biológicos têm sido descritos para o timol tais como antioxidante, anti-inflamatório, anestésico local, antinoceptivo, cicatrizante e antibactericida. É descrita a aplicação do timol em ciências dos alimentos, herbicida e inseticidas. Além disso, óleos essenciais contendo timol tem sido usados pela medicina popular para tratar diversas desordens fisiológicas como gastrite, indigestão e dores estomacais. O presente estudo investigou ações gastroprotetoras do timol (10, 30 e 100 mg/kg, v.o.) em modelos de úlcera aguda induzida por indometacina e etanol, e crônica induzida por ácido acético em ratos. Alguns dos mecanismos subjacentes ao efeito gastroprotetor do timol foram investigados em modelo de úlcera induzida por etanol. Parâmetros da secreção gástrica (volume, pH; e acidez total) também foram avaliados pelo modelo de ligadura de piloro, e o conteúdo do muco gástrico foi determinado. A atividade contra Helicobacter pylori do timol foi realizada pelo método de difusão em ágar. O timol produziu efeito dose-dependente reduzindo (p < 0,01) a área total de lesão em modelo de úlcera induzida por etanol. Esta gastroproteção também foi avaliada microscopicamente mostrando que o timol, em todas as doses, diminuiu a perda das células epiteliais. A resposta gastroprotetora causada pelo timol (30 mg/kg) foi significativamente atenuada (p < 0,001) pelo tratamento intraperitoneal dos ratos com indometacina (um inibidor não-seletivo da ciclo-oxigenase, 10 mg/kg) e glibenclamida (bloqueador de canais para potássio sensíveis a ATP), mas não pela DL-Propargilglicina (PAG, inibidor da cistationina-γ-liase) ou Nw-nitro-L-arginina metil éster cloridrato (L-NAME, um inibidor não-seletivo da sintase do óxido nítrico). O timol (30 e 100 mg/kg) também reduziu o índice de úlcera (p < 0,05) e área total de lesão (p < 0,001) por indometacina e por ácido acético, respectivamente. Em modelo de ligadura de piloro, o tratamento com timol não alterou os parâmetros de secreção gástrica. No entanto, após o tratamento com o timol houve um aumento significativo (p < 0,01) na produção do muco. O timol não apresentou atividade contra H. pylori in vitro. Coletivamente, os resultados apresentados fornecem evidências de que o timol exibe ações gastroprotetoras sobre os modelos de úlceras agudas e crônicas envolvendo mecanismos como o aumento da quantidade de muco, prostaglandinas e canais para potássio sensíveis a ATP.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_Patricia.pdf: 625432 bytes, checksum: 32e620a502dea70144fc4ce6a16d4bd3 (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / This study evaluated the mechanisms of relaxation of two nitric oxide (NO) donors, ruthenium complex [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ (Terpy) and sodium nitroprusside (SNP) in isolated trachea of rats. The isolated trachea was sectioned into rings and contracted with carbachol in an organ chamber. The relaxing effect of Terpy and SNP was evaluated at increasing concentrations from 10 nM to 100 &#956;M. Thus, we verified the contribution of the different types of K+ channels, the importance of sGC/cGMP pathway, the inhibition of COX and PDEs, the influence of the extra and intracellular Ca2+ sources and the influence of the epithelium on the relaxing response. The synergism between NO-donor and &#946;-adrenoceptor agonist terbutaline was also verified. Additionally, we have used confocal microscopy in order to analyze the effect of the donors on cytosolic Ca2+ concentration. We have verified that both compounds led to the relaxation of tracheal smooth muscle preparations in a dependent-concentration mode. However, the maximum effect (Emax) induced by Terpy was higher than the effect of SNP. However, the Terpy effects were significantly reduced by pre-contraction with 75 mM KCl. K+ channel blockers like the tetraethylammonium, glybenclamide, BaCl2 and 4-aminopyridine reduced the relaxation to Terpy, while iberiotoxin and apamin did not modify this response. SNP- induced relaxation was significantly reduced by pretreatment with ODQ (sGC inhibitor). On the IBMX (non-selective PDEs inhibitor) increased the relaxation only to SNP. The response to both NO-donors was not altered by indomethacin, thapsigargin (reticular Ca2+-ATPase inhibitor) or ruthenium red (a mitochondrial Ca2+ uniporter inhibitor). The epithelium removal reduced the relaxation only to SNP, and it had no effects on Terpy. In relation to synergic effect of the association of NO-donors and terbutaline, we did not observe any additive effect in the relaxation induced by terbutaline. Terpy was more effective than SNP in reducing the cytosolic Ca2+ concentration measured by confocal microscopy. In conclusion, these results have shown that Terpy induces airway smooth muscle relaxation by cGMP-independent mechanisms. It involves Ca2+ and K+ fluxes (mainly via Kv, Kir and KATP channels) across the membrane, and it is more effective in reducing cytosolic Ca2+ concentration and inducing relaxation in the rat trachea than the SNP. In relation to SNP, the most important relaxation pathway seems to be related to sGC/cGMP pathway and activation of Kir and SKCa channels. / O presente trabalho avaliou os mecanismos de relaxamento de dois doadores de óxido nítrico (NO), o complexo de rutênio [Ru(terpy)(bdq)NO+]3+ (Terpy) e o nitroprussiato de sódio (NPS) em traquéias isoladas de ratos. A traquéia isolada foi montada em banho para órgãos isolados e contraída com carbacol para estudo do relaxamento. O efeito relaxante do Terpy e do NPS foi avaliado em concentrações crescentes e cumulativas (10 nM a 100 &#956;M). Foi verificada a participação dos diferentes tipos de canais de K+, a participação da via GCs/GMPc, a inibição da COX (pela indometacina) e das PDEs (pelo IBMX), a influência do epitélio, a participação dos estoques internos de Ca2+ assim como a participação do influxo deste íon e o potencial sinergismo dos doadores com terbutalina. Foram feitas análises de microscopia confocal para quantificação da concentração citosólica de Ca2+ mobilizada pelos doadores de NO. Como resultados, verificamos que os dois compostos levaram ao relaxamento do músculo liso traqueal de forma concentração-dependente. Entretanto o efeito máximo (Emax) do Terpy foi maior do que o NPS. O relaxamento estimulado pelo Terpy foi reduzido significativamente sob a pré-contração com KCl 75 mM. Bloqueadores de canais de K+ como tetraetilamônio, BaCl2, glibenclamida e 4-aminopiridina reduziram significativamente o relaxamento estimulado pelo Terpy, apesar da iberiotoxina e apamina não alterarem a resposta. O ODQ (inibidor da GCs) somente reduziu o efeito relaxante do NPS e o IBMX aumentou seu Emax, sendo que ambos inibidores não apresentaram efeito para o Terpy. A indometacina não alterou o padrão de resposta para ambos doadores. A retirada do epitélio reduziu o efeito relaxante somente para o NPS, não alterando o padrão de relaxamento para o Terpy. A inibição da Ca2+-ATPase reticular (pela tapsigargina) e da captação de Ca2+ mitocondrial (pelo ruthenium red) não modificaram o perfil de relaxamento para ambos doadores testados. Em relação ao efeito sinérgico estudado, não foi observado benefício com a adição dos doadores sobre o efeito relaxante da terbutalina. A medida da concentração intracelular de Ca2+ revelou que o Terpy é capaz de reduzir a concentração intracelular de Ca2+ de forma mais pronunciada que o NPS. Os resultados apresentados neste trabalho levam a concluir que o mecanismo pelo qual o Terpy leva ao relaxamento do músculo liso traqueal de ratos está associado à diminuição da concentração intracelular de Ca2+, e este mecanismo pode estar relacionado à ativação dos canais de K+ do tipo Kv, KIR e KATP e ao influxo de Ca2+. Para o NPS, o mecanismo mais importante que leva ao relaxamento parece ser através da ativação da via GCs/GMPc, além do envolvimento dos canais para K+ do tipo KIR e SKCa.

No Brasil, a espécie Tityus serrulatus (Ts) é a responsável pela maioria dos acidentes de envenenamento com escorpiões, bem como pela maior incidência de acidentes ocasionados por animais peçonhentos. Isso ocorre devido ao fato desta espécie possuir somente fêmeas, realizando uma reprodução assexuada (partenogênese), facilitando assim sua proliferação. Atualmente, existem 16 diferentes toxinas descritas provenientes da peçonha de Ts, sendo a Ts1 a mais abundante na peçonha solúvel. Dentre estas toxinas, as neurotoxinas com ação em canais para sódio e potássio são as que despertam maior interesse da comunidade científica, devido aos seus efeitos no envenenamento e especificidades por canais iônicos. As neurotoxinas com ação em canais para potássio são compostas por uma alfa-hélice e três fitas-beta antiparalelas, e são constituídas por 23-43 resíduos de aminoácidos. Essas estão classificadas em quatro famílias (?-, ?-, g- e k-KTx). A família ?-KTx é a de maior relevância e está dividida em 21 subfamílias. Estas toxinas com alta especificidade para diferentes subtipos de canais para sódio e potássio são de extrema importância, pois podem ser utilizadas como ferramentas terapêuticas específicas para células-alvo. Até o momento, nosso grupo realizava o isolamento dessas toxinas utilizando como primeira etapa de purificação a cromatografia da peçonha em coluna de CM-Celulose-52, segundo protocolo descrito por Arantes e colaboradores (1989). O presente trabalho padronizou um novo método de fracionamento inicial da peçonha utilizando a mesma coluna, porém incorporando o uso de CLAE (Cromatografia Liquida de Alta Eficiência), onde foi possível observar um perfil cromatográfico semelhante ao anterior (XIII Frações), porém com maior reprodutibilidade e praticidade. Algumas frações do método anteriormente descrito foram subdivididas em duas (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), demonstrando que o novo procedimento também apresenta melhor resolução dos componentes da peçonha. Utilizando o novo método, foram purificadas as toxinas Ts6 e Ts7. Os efeitos dessas toxinas foram avaliados em 14 diferentes tipos de canais para potássio (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), expressos em células de oócitos de Xenopus laevis, através da técnica de voltage-clamp com dois microeletrodos. A toxina Ts6 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG e Shaker), porém nos canais Kv1.2, Kv1.3 e Shaker sua ação bloqueadora foi mais intensa. Através de experimentos de dose-resposta foi possível comprovar tal seletividade, demonstrando que a toxina Ts6 atua em quantidades extremamente baixas em ambos os canais (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). A toxina Ts7 (1?M) demonstrou ter ação em 11 tipos de canais para K+ (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4 Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv7.1, hERG e Shaker), porém a ação de bloqueio em vários subtipos de canais não apresentou diferenças significativas, mostrando baixa seletividade entre os canais analisados. Este trabalho foi de Resumo ii extrema importância por melhorar a reprodutibilidade, praticidade e resolução do método de fracionamento da peçonha de Ts, bem como por fornecer uma avaliação eletrofisiológica criteriosa das toxinas Ts6 e Ts7 em diferentes subtipos de canais para potássio. O presente estudo demonstra a potencial aplicação da toxina Ts6, seletiva para canais Kv 1.3, para o tratamento de doenças autoimunes. Além disso, indica o uso das toxinas Ts6 e Ts7 como ferramentas para o estudo de características estruturais e funcionais de canais para potássio. / In Brazil, Tityus serrulatus (Ts) species is the responsible for the most scorpion accidents and also for the major incidence of accidents caused by venomous animals. About 16 different toxins of Ts venom have been listed so far, being Ts1 the major one. Among these toxins, the neurotoxins with action on sodium and potassium channels are the most interest in the scientific community, due to their effect in the envenomation and ion channel specificity. The neurotoxins with action on potassium channels are composed of an ?-helix and three ?-strands formed by 23-43 amino acid residues. They are classified into four families (?-, ?-, g- and ?- KTx). The ?-KTx family is the most relevant and is divided into 21 subfamilies. These toxins with high specificity for different subtypes of sodium and potassium channels are very important, because they can be used as therapeutic tools to specific target cells. Until now, the fractionation of these toxins was done using a CM-Cellulose-52 column, according to the protocol of Arantes and co-workers (1989). The present work standardized a new method of isolation using the same column, but incorporated the use of HPLC (High Performance Liquid Chromatography), in which was observed a chromatographic profile such as the previous one (XIII Fractions), however with high resolution and more practical. Some fraction of the previous method were divided in two subfractions (VIA-VIB, VIIIA-VIIIB, IXA-IXB e XIA-XIB), showing that the new method also present high resolution. Using the new method, it was isolated the Ts6 and Ts7 toxin. The effects of these toxins were evaluated in 14 different types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.4, Kv1.5, Kv1.6, Kv2.1, Kv3.1, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), which were expressed in Xenopus laevis oocytes using the voltage-clamp technique with twomicroelectrodes. The Ts6 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking of Kv1.2 and Kv1.3 was significantly more intense. Using dose-response experiments, it was possible to confirm this selectivity, in which Ts6 demonstrates to act in both channels in extremely low quantities (IC50 Kv1.2 = 6,19 ± 0,35 nM /IC50 Kv1.3 = 0,55 ± 0,20 nM). The Ts7 toxin (1?M) shows to act on 11 types of potassium channels (Kv1.1, Kv1.2, Kv1.3, Kv1.5, Kv1.6, Kv4.3, Kv7.1, Kv7.2, Kv7.4, hERG and Shaker), but the blocking action on multiple subtypes channels showed no significant differences, showing low selectivity among the channels analyzed. This work was important to improve and facilitate the method of fractionation of Ts venom, as well as evaluate the electrophysiology properties of the toxins Ts6 and Ts7 of interacting with different types of potassium channels. These studies will be essential for future applications of these toxins as drugs to treat channelpathies or as tools to study potassium channels structurally and functionally.