Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6335.pdf: 3771187 bytes, checksum: 3b53ad55024114e65e566f79ed09086b (MD5) Previous issue date: 2014-06-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The African sharptooth catfish Clarias gariepinus is a facultative air-breather with the ABO present in the 2nd and 3rd gill arches. Like other bimodal respirators, the African catfish presents cardiorespiratory adjustments to survive low PwO2. These regulations are modulated by gill O2 chemoreceptors monitoring the PwO2 and/or the PaO2. The present study analyzed the distribution, location and orientation of the branchial O2 chemoreceptors of C. gariepinus, and the role of these receptors on the cardiorespiratory function and the modulation of the heart autonomic control. C. gariepinus were divided into two experimental groups (Control GC, intact fish, and Experimental GD, with the 1st gill arches excised) and their cardiorespiratory variables were analyzed during graded hypoxia with and without access to the atmospheric air, internal and external NaCN injections and autonomic nervous system antagonists. During hypoxia without access to air, both GC and GD showed increases in the respiratory variables (fR, VT and 𝑉 𝐺 ). However, the GD displayed higher values, since normóxia until severe hypoxia, to compensate the decrease in the EO2 resulting from the ablation of the 1st gill arches. Furthermore, the decrease in EO2 was responsible for the decrease in 𝑉 O2 and, consequently, for the increase of the PcO2 from 61 mmHg (GC) to 79 mmHg (GD). The GD featured bradycardia similar to GC, however, their values were higher in all PwO2. In hypoxia with access to air, both groups showed decrease in the fR and VAMP in the mores hypoxic tensions. This was attributed to the increases in the fRA in GC which compensate the O2 uptake. However, the GC increases in fRA were attenuated by the excision of the 1st gill arches. Moreover, both groups developed bradycardia pre-RA (typical of aquatic respirator) and tachycardia post-RA (typical of aerial respirator). Internal and external NaCN injections caused bradycardia in both groups, while the internal injections increased the ventilator variables only in GC. Thus, it is concluded that C. gariepinus possess branchial O2 chemoreceptors modulating the fH distributed by all gill arches, monitoring both PwO2 and PaO2. Conversely, fR and VAMP are modulated by receptors located in the 1st gill arches monitoring exclusively the PaO2. Furthermore, NaCN internal injections elevated more the fRA in GC than the external ones, but with low effect on the fRA of GD. Thus, the fRA is primarily modulated by O2 chemoreceptors located in the 1st gill arches monitoring, predominantly, the PaO2. Injections blocking the autonomic system to the heart showed that the modulation of pre-AR bradycardia and post-AR tachycardia occurs due to variations in the vagal cholinergic tonus, which is elevated during bradycardia and reduced during tachycardia. The adrenergic tonus, in spite of the decrease in the post-AR, is lower than the cholinergic, suggests a "reflex adrenergic" arising from the peripheral vasoconstriction, important to optimize the perfusion of the ABOs. / O bagre-africano é um teleósteo de respiração bimodal com ABOs presentes nos 2os e 4os arcos branquiais. Como outros respiradores bimodais, o bagre-africano realiza ajustes cardiorrespiratórios para sobreviver em baixas PwO2. Estes são modulados por quimiorreceptores de O2 branquiais que monitoram a PwO2 e/ou PaO2. O presente estudo analisou a distribuição, localização e orientação dos quimiorreceptores de O2 branquiais de Clarias gariepinus, seu controle sobre a função cardiorrespiratória e a modulação do controle autonômico do coração. Para isto, C. gariepinus foi dividido em dois grupos (controle GC; experimental GD, com ablação do 1o par de arcos branquiais) e seus parâmetros cardiorrespiratórios foram analisados durante hipóxia sem e com acesso ao ar atmosférico, injeções internas e externas de NaCN e injeções antagonistas do sistema autonômico. Durante hipóxia sem acesso ao ar os GC e GD elevaram os parâmetros respiratórios (fR, VT e 𝑉 𝐺 ). Porém, o GD apresentou-os superestimados desde normóxia, a fim de compensar a queda na extração de O2 (EO2) resultante da ablação dos 1os arcos branquiais. Além disso, o decréscimo da EO2 foi responsável pela diminuição da 𝑉 O2 , e, consequentemente, pelo aumento da PcO2 de 61 mmHg para 79 mmHg, nos GC e GD, respectivamente. Ainda, o GD apresentou bradicardia semelhante ao GC, porém seus valores foram superestimados em todas as PwO2. Em hipóxia com acesso ao ar ambos os grupos demonstraram diminuição da fR e da VAMP nas últimas PO2 devido principalmente a aumentos da fRA no GC que compensaram a absorção de O2. Todavia, no GD o aumento da fRA foi atenuado pela ablação dos 1os arcos branquiais. Além disso, ambos os grupos apresentaram bradicardia pré-RA (típica de respirador aquático) e taquicardia pós-RA (típica de respirador aéreo). Injeções externas e internas de NaCN causaram bradicardia nos GC e GD, enquanto as injeções internas aumentaram os parâmetros ventilatórios apenas no GC. Desta forma, conclui-se que C. gariepinus apresenta quimiorreceptores de O2 branquiais, que modulam a fH, distribuídos por todos arcos branquiais e que monitoram tanto a PwO2 quanto a PaO2. Ao contrário, a modulação da fR e VAMP ocorre apenas por quimiorreceptores de O2 do 1o par de arcos branquiais e que monitoram apenas a PaO2. Ainda, injeções internas de NaCN elevaram mais a fRA no GC que as externas, porém tiveram pouco efeito sobre a fRA do GD. Assim, a fRA é modulada principalmente por quimiorreceptores de O2 dos 1os arcos branquiais que, predominantemente, monitoram a PaO2. Injeções bloqueadoras do sistema autonômico do coração de C. gariepinus demonstraram que a modulação tanto da bradicardia pré-RA quanto da taquicardia pós-RA ocorre pela variação do tônus vagal colinérgico, sendo este tônus elevado na bradicardia, porém reduzido na taquicardia. O tônus adrenérgico, apesar de diminuir pós-RA, esta queda é menor que a do tônus colinérgico, o que sugere um reflexo adrenérgico advindo da vasoconstrição periférica importante para os respiradores bimodais perfundirem melhor seus ABOs.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAHFO.pdf: 1227037 bytes, checksum: 19cd43a17feb785ba19cbf4947c4fadc (MD5) Previous issue date: 2006-05-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / The involvement of the septal area in important regulatory mechanisms of water intake and cardiovascular adjustments has been shown by several studies. The aim of this work is to study the involvement of a subdivision of the lateral septal area on dipsogenic and cardiovascular adjustments. The effects of lateral septal intermediate nucleus lesions (LSI) on the water intake induced by different protocols, like angiotensin II and carbachol microinjected into the lateral ventricle, water deprivation by twenty four hours, intragastric hypertonic load and subcutaneous isoproterenol were investigated. We also studied the role of the LSI in cardiovascular changes induced by angiotensin II and carbachol microinjections into the lateral ventricle. Our results showed that the LSI rats did not alter body weight and did not alter the daily water intake when compared to the sham group. The LSI lesions affected the water intake induced by angiotensin II (7.6 ± 1.15 vs Sham: 17.01 ± 1.07 ml/60 min) and that induced by carbachol (9.58 ± 1.51 vs Sham: 13.62 ± 1.96 ml/60 min), as well as affected the pressor response produced by angiotensina II (∆ 21.3 ± 1.5 vs Sham: ∆ 30.1 ± 2.5 mmHg) or induced by carbachol (∆ 39.0 ± 2.6 mmHg vs Sham: ∆ 49.9 ± 3.2 mmHg) into the lateral ventricle. The LSI lesions decreased dipsogenic responses after water deprivation (18.18 ± 0.81 vs Sham: 21.78± 1.23 ml/120 min) and after subcutaneus isoproterenol (5.4 ± 0.4 vs Sham: 8.4 ± 0.6 ml/120 min), but they did not decrease the water intake after intragastric hypertonic NaCl load (10.5 ± 0.47 vs Sham: 11.56 ± 1.24 ml/120 min). Thus, our results suggest the involvement of LSI through cholinergic and angiotensinergic mechanisms, as well as the central osmoreceptors activation, which possibly act by modulating the hypothalamic nucleus activity in both water intake and cardiovascular adjustments. / Estudos têm mostrado a participação da área septal em mecanismos importantes de regulação da ingestão de água e também em mecanismos que interferem em alterações cardiovasculares. A fim de se estudar a participação de uma subdivisão da área septal lateral nos mecanismos dipsogênicos e de regulação cardiovascular, estudamos os efeitos da lesão eletrolítica bilateral do núcleo septal intermediário (ASLi) sobre a ingestão de água induzida pelos protocolos: injeção de angiotensina II ou de carbacol no ventrículo lateral; privação hídrica por vinte e quatro horas; gavagem de solução hipertônica de NaCl e injeção subcutânea de isoproterenol; e também sobre as alterações cardiovasculares induzidas pela injeção de angiotensina II ou de carbacol no ventrículo lateral . Nossos resultados mostraram que a lesão eletrolítica do núcleo septal intermediário não alterou o ganho de peso e também não alterou a ingestão diária de água quando comparados aos animais com lesão fictícia. A lesão da ASLi diminuiu os efeitos dipsogênicos da angiotensina II (7,6 ± 1,15 vs LF:17,01 ± 1,07 ml/60 min) e do carbacol (9,58 ± 1,51 vs LF: 13,62 ± 1,96 ml/60 min) injetados no ventrículo lateral, além de prejudicar o efeito pressor produzido pela ANG II (∆ 21,3 ± 1,5 vs LF: ∆ 30,1 ± 2,5 mmHg) ou pelo carbacol (∆ 39,0 ± 2,6 mmHg vs LF: ∆ 49,9 ± 3,2 mmHg) injetados no ventrículo lateral. Também, a lesão ASLi diminuiu as respostas dipsogênicas induzidas pela privação hídrica por 24 horas (18,18 ± 0,81 vs LF: 21,78± 1,23 ml/120 min) e pela injeção subcutânea de isoproterenol (5,4 ± 0,4 vs LF: 8,4 ± 0,6 ml/120 min), mas não diminuiu a ingestão de água induzida pela sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (10,5 ± 0,47 vs LF: 11,56 ± 1,24 ml/120 min). Com isso, nossos resultados sugerem a participação da ASLi, por meio de mecanismos colinérgicos e angiotensinérgicos, e a ativação de osmorreceptores centrais cuja atuação seria a de modular a atividade de núcleos hipotalâmicos, tanto para a ingestão de água, quanto para ajustes cardiovasculares.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T20:51:11Z No. of bitstreams: 1 DissFRB.pdf: 2007775 bytes, checksum: 565b90716d5baeeb8d5031d93f8e7c43 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:23:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFRB.pdf: 2007775 bytes, checksum: 565b90716d5baeeb8d5031d93f8e7c43 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:23:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissFRB.pdf: 2007775 bytes, checksum: 565b90716d5baeeb8d5031d93f8e7c43 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:23:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFRB.pdf: 2007775 bytes, checksum: 565b90716d5baeeb8d5031d93f8e7c43 (MD5) Previous issue date: 2015-09-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Teleost fishes were the first vertebrates to possess double autonomic innervation of the heart, where a balance between adrenergic and cholinergic actions determine heart rate (ƒH). Among teleosts, air breathing (AB) fishes are unsual because they exhibit marked changes in ƒH associated with each air-breathing event, which appear to be under autonomic control. In these species, aerobic exercise typically causes increases in air-breathing frequency (fAB), but effects of exercise on ƒH, and on the changes in ƒH with AB events, have never been studied. This was, therefore, studied in the african catfish, Clarias gariepinus, a facultative air breathing species. In particular, to investigate autonomic control of cardiac responses to exercise, and whether pharmacological abolition of ƒH control had an influence on fAB responses to exercise. Two groups of C.gariepinus were implanted with ECG electrodes under benzocaine anaesthesia, used to measure ƒH during exercise, routine between AB events, and ƒH Pre-AB and ƒH Post-AB. A peritoneal cannula was inserted to inject antagonist drugs, propranolol and atropine. In Group 1 (n = 9; 126 ± 6g EPM), animals were submitted to three sequential swimming tests at speeds of 15, 30 and 45 cm.s-1 : Control, Propranolol and Double Blockade. Group 2 (n = 9; 137 ± 8g EPM) were submitted to the same sequential swimming tests, however with a reversal in drug injections : Control, Atropine and Double Blockade. Additionally to ƒH, ƒAB and the % of adrenergic and cholinergic tones were calculated at each velocity for each test. A clear positive relation between swimming speed and ƒAB was observed. Autonomic blockade did not have major effects on these ƒAB responses. Interestingly, however, injection of propranolol alone, in group 1, caused ƒAB to be higher than control values at speeds of 30 and 45 cm.s-1, an effect that was still measured at 45 cm.s-1 after Double Blockade in that group. In group 1, the ƒH Routine of Control and Propranolol protocols showed an increase with swimming speed. However, after Double Blockade, or just atropine in Group 2, ƒH Routine was high and did not vary with swimming speed. This reveals a profound dominance of cholinergic tone on ƒH during exercise. Similarly, in group 1, the ƒH Pre- AB increased with swimming speed in Control and Propranolol tests. The ƒH Post AB was high and varied less as speed was increased in Control and Propranolol test of Group 1. Once again Double Blockade tests, or just Atropine in Group 2, abolished all changes in ƒH associated with air-breathing, at all swimming speeds, confirming a dominance of inhibitory cholinergic control of fH responses. Calculation of autonomic tones around AB events verified that adrenergic tone does not vary from Pre to Post moments, all changes in fH are due to modulation of tone action. Therefore, C.gariepinus relies on AB events to maintain aerobic metabolisn during sustained exercise. Modulation of inhibitory cholinergic tone accounts for all variations in ƒH Routine during exercise, and for all changes in ƒH during AB events. Abolition of this cholinergic control did not, however, have a major influence on AB responses to exercise. / Os peixes teleósteos foram os primeiros vertebrados a possuírem inervação autonômica dupla no coração, onde um balanço entre a ação adrenérgica e colinérgica determina a frequência cardíaca (ƒH). Dentro dos teleósteos, peixes que realizam respiração aérea (RA) são interessantes modelos de estudo, uma vez que exibem notáveis alterações na ƒH associadas a cada evento de RA, que parecem estar sob controle autônomo. Nessas espécies, o exercício aeróbico geralmente causa um aumento na frequência de respiração aérea (ƒRA), mas os efeitos do exercício na ƒH e na ƒRA ainda não foram estudados. Assim, o presente estudo, utilizando-se de exemplares de bagre africano, Clarias gariepinus, um respirador aéreo facultativo, teve por objetivo investigar o papel do controle autonômico para os ajustes de ƒH relacionados à atividade física e à respiração aérea. Após a anestesia em solução de benzocaína, foram implantados eletrodos de ECG, utilizados para medir a ƒH em duas situações durante o exercício: Routine, medida entre eventos de RA, e ƒH Pré- RA e ƒH Pós-RA, em dois grupos de C. gariepinus. Uma cânula peritoneal foi inserida para realizar a injeção das drogas antagonistas, propranolol e atropina. No Grupo 1 (n = 9; 126 ± 6g EPM), os animais foram submetidos a três testes sequenciais de natação, nas velocidades de 15, 30 e 45 cm.s-1: Controle, Propranolol e Duplo Bloqueio. No Grupo 2 (n = 9; 137 ± 8g EPM), os animais foram submetidos ao mesmo protocolo sequencial de natação, porém com uma inversão na injeção das drogas antagonistas: Controle, Atropina e Duplo Bloqueio. Adicionalmente, a ƒH, ƒRA e a % de ação do tônus adrenérgico e colinérgico foram calculadas, em cada velocidade, para cada teste. Uma clara relação positiva entre as velocidades de natação e a ƒRA foi observada. O duplo bloqueio autonômico não teve efeitos na resposta da ƒRA. Interessantemente, a injeção somente de propranolol, no Grupo 1, fez com que a ƒRA observada nas duas últimas velocidades de natação, 30 e 45 cm.s-1, fossem maiores do que os valores encontrados no Controle, um resultado que também foi observado a 45 cm.s-1 após o duplo bloqueio nesse grupo. Adicionalmente, no Grupo 1, a ƒH Routine encontrada nos protocolos Controle e Propranolol apresentaram um aumento conforme aumentou-se velocidade de natação. Entretanto, após o duplo bloqueio, ou somente após injeção de atropina, no Grupo 2, a ƒH Routine encontrada foi maior e não variou conforme aumentou-se a velocidade de natação. Esses resultados revelam uma grande dominância do tônus colinérgico no controle da ƒH durante o exercício. Similarmente, no Grupo 1, a ƒH Pré-RA aumentou conforme se aumentou a velocidade de natação nos protocolos Controle e Propranolol. A ƒH Pós-RA, no Grupo 1, foi maior e variou menos conforme se aumentou a velocidade de natação nos protocolos Controle e Propranolol. Mais uma vez, no Grupo 2, os testes, após duplo bloqueio ou somente após injeção de atropina, aboliram todas as mudanças na ƒH associadas a cada evento de RA, em todas as velocidades de natação, confirmando a dominância do tônus colinérgico inibitório no controle das respostas cardíacas. Os cálculos dos tônus autonômico em torno de cada evento de RA verificaram que o tônus adrenérgico não variou nos momentos Pré e Pós, sendo todas as mudanças na ƒH devido à modulação da ação do tônus colinérgico. Portanto, C. gariepinus utiliza-se de eventos de RA para manter o metabolismo aeróbico durante o exercício físico sustentado. A modulação do tônus colinérgico inibitório foi responsável por todas as variações na ƒH Routine durante o exercício e por todas as mudanças na ƒH durante os eventos de RA. A abolição desse controle colinérgico não tem, porém, uma influência na frequência dos eventos de RA durante o exercício.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-06T10:50:13Z No. of bitstreams: 1 DissCAPS.pdf: 2325968 bytes, checksum: 1ef9c551b609d3ee485174289e0d2d65 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-06T18:58:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAPS.pdf: 2325968 bytes, checksum: 1ef9c551b609d3ee485174289e0d2d65 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-06T18:58:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAPS.pdf: 2325968 bytes, checksum: 1ef9c551b609d3ee485174289e0d2d65 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T18:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCAPS.pdf: 2325968 bytes, checksum: 1ef9c551b609d3ee485174289e0d2d65 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In the last 40 years, the use of pesticides increased 700% in Brazil, setting this country into the very consumers of this kind of chemicals in the world. There among the most used pesticides in Brazil are the pyrethroids, a class of insecticides largely used for the stability to light rays and being not accumulated in the trophic chain. Deltamethrin is a pyrethroid classified as moderately toxic and it may work as endocrine disruptor. It is widely used in the farms and preserving stocked foods. Pyrethroids are low toxic to mammals and birds. Although, new studies pointed out their noxiousness to aquatic organisms such as fishes. The high toxicity of pyrethroids to fishes may be related to damages caused to nervous system and to their mechanisms of biochemical degradation. Biomarkers are a way of monitoring the pesticides effects on the environments. Among them, cholinesterases and metabolites such as glucose, cortisol and lactate can be used. In the present monography is reported a work carried out in vivo with matrinxa exposed to deltamethrin (Keshet®) at 20, 40 and 60% of CL50:96h for 96 hours, and other in vitro with matrinxa exposed to the analytical formulation of deltamethrin (Pestanal®). After the pesticide exposure, fish were anesthetized, blood was withdrawn and then the fish were killed for brain, liver, gut, gills and white muscle excision. From the observations we can say that glucose, protein and ammonia were increased in liver, and amino acids and ammonia were increased in plasma. The glycogen bulks of liver and plasma lactate were decreased. In white muscle, protein and amino acids levels were decreased, and ammonia, glucose and lactate increased. Concerning the studied enzymes, it was observed inhibition of brain AChE in vivo and in vitro activities while CbE was inhibited in the gills and gut but increased in white muscle and plasma. The enzyme activities of ALAT and ASAT increased in liver and LDH activity was reduced. Therefore, we may conclude that matrinxa presented metabolic changes in order to supply the energetic demand caused by deltamethrin poisoning. The inhibition of AChE was observed, as expected, in addition to CbE increase, showing the activation of mechanisms to degrade deltamethrin. It is possible to assert that Brycon amazonicus exposed to deltamethrin is biochemically responsive to the poisoning using adaptive strategies which enable it to escape from toxic effects of a contaminated environment by such xenobiotic. / Nos últimos 40 anos, o consumo nacional de agrotóxicos aumentou 700%, fazendo do Brasil um dos maiores consumidores desse tipo de compostos no mundo. Dentre os agrotóxicos mais utilizados no Brasil estão os piretroides, um grupo de inseticidas muito utilizados por ter alta estabilidade à luz e não sofrer bioacumulação na cadeia trófica. A deltametrina é um piretróide, classificado como medianamente tóxico e pode funcionar como um interruptor endócrino sendo amplamente utilizado nas lavouras e na conservação de produtos estocados. Os piretroides possuem baixa toxicidade aos mamíferos e aves. Contudo, estudos recentes apontam sua nocividade a organismos aquáticos, tais como os peixes. A alta toxicidade dos piretroides aos peixes pode estar relacionada aos danos causados ao sistema nervoso e aos mecanismos de metabolização desse xenobiótico. Uma forma de monitorar os efeitos dos agrotóxicos no meio ambiente é através de biomarcadores, como as colinesterases e os intermediários metabólicos, como glicose, cortisol e lactato. Assim, foi feito nesse trabalho um experimento in vivo com B. amazonicus exposto por 96h a 20%, 40% e 60% da CL/50 96h de deltametrina (Keshet®), e um experimento in vitro com o B. amazonicus exposto por uma hora a deltametrina na formulação analítica (Pestanal®). Após a exposição os peixes foram anestesiados para retirada de sangue e posteriormente abatidos para retirada de: cérebro, fígado, intestino, brânquias e músculo branco. De acordo com os resultados observados, no fígado houve aumento dos níveis de glicose, proteína e amônia, enquanto no plasma houve aumento das concentrações de aminoácidos e amônia. Em contrapartida, os níveis de glicogênio caíram no fígado, assim como os níveis de lactato do plasma. No músculo observou-se redução nos níveis de proteína e aminoácidos e aumento de amônia, glicose e lactato. Com relação aos parâmetros enzimáticos observou-se inibição da colinesterase cerebral “in vivo” e “in vitro”, enquanto a CbE apresentou inibição nas brânquias e intestino e aumento da atividade no músculo e plasma. As atividades enzimáticas de ALAT E ASAT aumentaram no fígado enquanto a LDH apresentou inibição. Sendo assim, podemos concluir que o B. amazonicus apresentou alterações do metabolismo intermediário no sentido de suprir a demanda energética causada pelos processos de intoxicação causada pela deltametrina. E apresentou inibição da colinesterase, tal como esperado, além de apresentar atividade da CbE evidenciando a tentativa de degradar a deltametrina. Podemos assim afirmar que Brycon amazonicus exposto à deltametrina responde bioquimicamente à intoxicação através de respostas adaptativas que o permitem inicialmente escapar aos efeitos tóxicos do meio contaminado por esse xenobiótico.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O câncer de esôfago (CE) é uma doença extremamente agressiva e é um dos tumores mais incidentes e letais no Brasil e no mundo, sendo o carcinoma epidermóide de esôfago (CEE) o principal subtipo histológico, apresentando como principais fatores de risco o etilismo e o tabagismo na população ocidental. A exposição concomitante desses dois fatores representa um risco multiplicador para o desenvolvimento de CEE, sendo que o fumo parece ter um papel importante tanto na iniciação quanto na promoção do tumor, enquanto o álcool teria um papel mais relevante na promoção. Componentes do tabaco, como a nicotina e as nitrosaminas são potentes carcinógenos e agonistas de alta afinidade dos receptores colinérgicos nicotínicos (CHRNs), podendo atuar ativando vias de sinalização celular fundamentais para a progressão tumoral. Pouco se sabe sobre a expressão e regulação dos CHRNs na mucosa esofágica e no processo de carcinogênese desse tecido. Assim, o objetivo desse trabalho foi analisar a expressão gênica dos CHRNs no epitélio esofágico normal e em CEE, bem como sua regulação pelos fatores de risco associados ao tumor. Foi observado que as subunidades α3, α5, α7 e β4 são expressas no epitélio esofágico saudável humano enquanto as subunidades α1, α4, α9 e α10 apresentaram baixa ou nenhuma expressão nesse mesmo tecido. Além disso, foram encontradas diferenças de expressão das subunidades α3 e α7 em indivíduos etilistas e tabagistas quando comparados com indivíduos não-etilistas (subunidade α3) e não-tabagistas (subunidade α7). Nas amostras de CEE, as subunidades CHRNA5 e CHRNA7 foram encontradas superexpressas no tumor quando comparado ao tecido normal adjacente e observou-se diferença de expressão da subunidade α7 no tumor comparado com o tecido saudável e a subunidade β4 apresentou-se mais expressa no tecido tumoral e no tecido normal adjacente ao tumor do que no epitélio esofágico saudável. Entretanto, não foram encontradas diferenças de expressão de nenhuma das subunidades avaliadas nas linhagens CEE quando submetidas a tratamento com nicotina ou etanol. Os resultados obtidos sugerem uma participação dos CHRNs na fisiologia do epitélio esofágico e que os fatores de risco associados ao desenvolvimento de CEE parecem ser capazes de afetar a expressão desses receptores no epitélio esofágico. / Esophageal cancer (EC) is an extremely aggressive disease and it is one of the most incident and lethal cancers in the world and in Brazil. Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is the main histological type of EC, being associated with alcohol and tobacco consumptiom. In Western countries, the concomitant use of these two factors provides a multiplying risk for the development of ESCC, and smoking seems to play an important role in both tumor initiation and promotion, while alcohol seems to have a more important role in promoting the tumor. Tobaccos components like nicotine and nitrosamines are powerful carcinogens as well as high-affinity agonists of nicotinic cholinergic receptors (CHRNs). The activation of CHRNs by tobacco components results in the activation of key cellular signaling pathways for cancer progression. Very little is known about the expression and regulation of CHRNs in esophageal mucosa and carcinogenesis process. Thus, the objective of this study was to analyze the expression of CHRNs subunits in healthy esophageal mucosa and ESCC. Furthermore, we aimed to investigate whether etiologic factors associated with ESCC development could affect the expression of these receptors. According to our results, α3, α5, α7 and β4 subunits are expressed in human normal esophagus whereas α1, α4, α9 e α10 subunits showed very low or no expression in the same tissue. Besides, there were differences in the expression of α3 and α7 subunits in alcoholic and smokers when compared with non- alcoholic (α3 subunit) and nonsmokers (α7 subunit). Regarding ESCC analyses, CHRNA5 and CHRNA7 were found overexpressed in tumor tissues when compared to surrounding mucosa. There were differences in the expression of α7 subunit in tumor tissues compared to healthy tissue and of β4 subunit in tumor tissue and surrounding mucosa compared to healthy tissue. No differences were found in the expressions of these subunits in esophageal cancer cell lines exposed to nicotine or ethanol. These results suggest that CHRNs play a role in esophageal physiology and that ESCC etiological factors seem to be able to affect the expression of these receptors.

Orientadores: Maria Julia Marques, Humberto Santo Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pertille_Adriana_D.pdf: 3109380 bytes, checksum: b99b5c31b8c138b7d403dd2de4f6629c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A distrofia muscular de Duchenne (DMD) é caracterizada pela falta de distrofina, proteína estrutural do sarcolema que promove a sua estabilização. Em ausência de distrofina, ocorre aumento da permeabilidade ao cálcio e conseqüente mionecrose. Músculos como tibial anterior, sóleo, diafragma e esternomastóide sofrem ciclos de mionecrose e regeneração muscular. Por outro lado, os músculos extra-oculares (EO) não apresentam degeneração, sendo protegidos da falta da distrofina. A atividade das proteínas ligadas ao Ca++ pode ser um dos mecanismos envolvidos para explicar tal proteção. Nossos resultados revelaram aumento significativo do conteúdo da calmodulina (CaM) e quinase da cadeia leve de miosina (MLCK) no músculos EO mdx quando comparado ao controle. A quantidade da calpaína 1 dos músculos EO distróficos foi igual ao controle, confirmando a ausência do processo de degeneração muscular. Também verificamos se alterações no padrão de distribuição dos receptores de acetilcolina (ACh) e dos terminais nervosos, observadas em junções neuromusculares distróficas, são decorrentes da falta da distrofina ou da regeneração da fibra muscular. O padrão de distribuição dos receptores ACh nos músculos retos e oblíquos distróficos, não mostraram alteração quando comparados ao controle. No músculo retrator do bulbo mdx (parcialmente afetado pela distrofia) 56% dos receptores apresentaram padrão de distribuição alterado. Nossos resultados sugerem que a distrofina ou o complexo distrofina-glicoproteínas (CDG), não estão diretamente envolvidos na organização dos receptores nos músculos EO / Abstract: Duchenne muscular dystrophy (DMD) is characterized by the lack of dystrophin, structural protein that provides stability to the sarcolemma. In the absence of dystrophin, causes increased calcium permeability, leading to myonecrosis. Tibialis anterior, soleus, diaphragm and stermomastoid muscles undergoes myonecrosis and regeneration cycles. However, extraocular muscles (EO) do not show degeneration and are spared of the lack of dystrophin. We investigated whether this protection is related to an activated of calcium-binding proteins. Ours results showed significantly increased of calmodulin (CaM) and of the myosin light chain kinase (MLCK) in the mdx EO compared to control muscles. Calpain quantity in the dystrophic EO was equal of the control, confirmed the lack of the degeneration muscular processed. We also investigated whether changes in acetylcholine (Ach) receptor distribution at the neuromuscular junction and the nerve terminal, showed in the dystrophic neuromuscular junction, which could be correlated to the lack of dystrophy or the muscle fiber regeneration. Distribution ACh receptor in the dystrophic rectus and oblique exhibited no changes compared to control. In mdx retractor bulbi (partial affected by the dystrophy) 56% of the receptor exhibited distribution altered. Taken together, the results suggest the dystrophin or the dystrophin-glycoprotein complex does not influence the distribution of acetylcholine receptors at the neuromuscular junction of spared EO / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

A diabetes mellitus (DM) pode levar a distúrbios da motilidade gastrointestinal que podem se tornar clinicamente relevantes em alguns pacientes. Modelos de Dm em roedores indicam anormalidades morfofuncionais do sistema nervoso entérico nessa doença. Neste trabalho, avaliamos se o DM experimental pode levar a alterações na eferência colinérgica excitatória, densidade neuronal e expressão dos canais de sódio voltagemdependente (Nav) no plexo mioentérico do íleo. Hiperglicemia induzida por estreptozotocina em ratas foi desenvolvida durante oito semanas. Experimentos de imunofluorescência de tripla marcação revelaram que a densidade de neurônios por área do íleo no DM foi significativamente reduzida quando comparada ao controle. Foram observadas reduções médias de 52,2% do total de neurônios (p=0,0001); 50,0% dos neurônios colinérgicos (p=0,0068) e 54,8% dos neurônios nitrérgicos (p=0,0042). Também foram observadas reduções significativas de neurônios por área de gânglio (28,2% do total, p=0,0002; 27,7% de colinérgicos, p= 0,0002 e 32,1% de neurônios nitrérgicos, p=0,0016). A densidade de fibras colinérgicas na superfície do músculo longitudinal também foi significativamente reduzida (controle: 41 ± 2, DM: 24 ± 3%; p=0,003), embora a análise western-blot não indicasse redução na expressão de ChAT no DM. grupo. A isoforma Nav1.6 foi detectada em diferentes neurônios mioentéricos e a DM tendeu a mudar o padrão de imunomarcação para neurônios de tamanho maior (297,4 ± 10 vs. 372,5 ± 8,4 µm2), mas esse efeito não foi significativo (p=0,3). Os dados de RT-qPCR não sugeriram uma alteração dos transcritos para ChAT, nNOS, Nav1.3, Nav1.6 ou Nav1.7. Nossos dados confirmam a visão de que o DM crônico leva à redução das fibras colinérgicas excitatórias e da densidade neuronal. No entanto, mudanças no perfil de expressão do canal de sódio, que poderiam levar à disfunção neuronal, não foram detectadas. / Diabetes mellitus (DM) may lead to gastrointestinal motility disorders that may become clinically relevant in some patients. Rodent models of DM indicate morpho-functional abnormalities of the enteric nervous system in this disease. In this work, we have evaluated whether experimental DM can lead to changes in excitatory cholinergic efference, neuronal density and voltage-gate sodium channels (Nav) expression in the myenteric plexus of ileum. Streptozotocin-induced hiperglycemia in female rats was allowed to develop during eight weeks. Triple immunofluorescence labeling experiments revealed that the density of neurons per area of ileum in DM was significantly reduced when compared to the control. It were observed average reductions of 52.2% of total neurons (p=0.0001); 50.0% of cholinergic (p=0.0068) and 54.8% of nitrergic neurons (p=0.0042). Significant reductions of neurons per area of ganglion were also observed (28.2% of total, p=0.0002; 27.7% of cholinergic, p=0,0002 and 32.1% of nitrergic neurons, p=0.0016). The cholinergic fibers density at the surface of longitudinal muscle was also significantly reduced (control: 41 ± 2, DM: 24 ± 3%; p=0.003), although western-blot analysis did not indicate a reduction in the expression of ChAT in DM group. The Nav1.6 isoform was detected in different myenteric neurons and DM tended to shift the immunolabeling pattern towards neurons of bigger size (297.4 ± 10 vs. 372.5 ± 8.4 m2), but this effect was not significant (p=0.3). RT-qPCR data did not suggest an alteration of transcripts for ChAT, nNOS, Nav1.3, Nav1.6 or Nav1.7. Our data support the view that chronic DM leads to reduction in excitatory cholinergic fibers and neuronal density. However, changes in sodium channel expression profiling, which could lead to neuronal dysfunction, were not detected. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais

The high intensity exercise produces physiological, neural and cognitive benefits. Caffeine has been considered an important ergogenic resource in exercise, due to its ability to block adenosine receptors. Due to fact the mechanisms related to effect of caffeine on physical exercise has not yet been fully elucidated, in this study we evaluated the effects of caffeine treatment alone or in association with high intensity exercise on the enzymes NTPDase, 5´- nucleotidase, adenosine deaminase (ADA) and acetylcholinesterase (AChE) in brain of rats. Animals were divided into six groups: I (Control untrained); II (untrained plus caffeine 4 mg/kg); III (untrained plus caffeine 8 mg/kg); IV- (only trained) V- (trained plus caffeine 4 mg/Kg) and VI (trained plus caffeine 8 mg/Kg). Swimming was used as a model of intermittent exercise. Animals were trained three times a week, gradually increasing the workload up to 2.5% of the animal's body weight per week. Caffeine was administered by gavage one hour before the training for 5 days a week. Animals were submitted to a period of six weeks to protocol exercise and caffeine treatment. Results showed no alterations in the ATP (10,14%), ADP (23,2%), AMP (45,89%) hydrolysis and ADA (27,33) activity in synaptossomes of cerebral cortex of trained rats (Grupo IV). However, when trained rats were treated with caffeine we observed a significant increase in the ADP, AMP hydrolysis and ADA activity in synaptosomes of the cerebral cortex (V and VI) when compared to other groups (P<0.05). In relation to the AChE activity, we observed a decrease in the activity of this enzyme in synaptosomes from cerebral cortex in the trained group (IV) and in the animals from the groups V and VI when compared to the control group (P <0.05). Exercise alone did not alter the AChE activity in homogenates from cerebral cortex, striatum, cerebellum or hippocampus (group IV). Group V showed a decrease in the AChE activity in hippocampus and an increase in the activity of this enzyme in striatum and cerebral cortex in relation to control (P<0.05). In the animals from group VI, caffeine increased the AChE activity in cerebral cortex and in cerebellum in relation to other groups (P<0.05). These findings suggest that caffeine modulates the purinergic and cholinergic signaling associated with high intensity exercise. / O exercício físico de alta intensidade produz benefícios fisiológicos, cognitivos e neurais. A cafeína tem sido considerada um recurso ergogênico associada ao exercício, devido a sua capacidade de bloquear os receptores de adenosina. Devido ao fato dos mecanismos relacionados ao efeito da cafeína no exercício físico ainda não serem totalmente elucidados, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito da cafeína per se ou em associação ao exercício de alta intensidade na atividade das enzimas NTPDase, 5´-nucleotidase, adenosina desaminase (ADA) e acetilcolinesterase (AChE) em encéfalo de ratos. Os animais foram divididos em seis grupos: I (controle/sedentário); II (sedentário tratado com cafeína 4mg/kg); III (sedentário tratado com cafeína 8mg/kg); IV (treinado); V(treinado e tratado com cafeína 4mg/kg) e VI (treinado e tratado com cafeína 8mg/kg). A natação com adição de sobrecarga ao dorso de ratos foi utilizada como modelo de exercício sendo que os ratos foram treinados 3 vezes por semana com aumentos progressivos (2,5% do peso corporal) a cada semana até 23% do peso corporal. Cafeína foi administrada durante cinco dias na semana por gavagem uma hora antes do exercício. Os ratos foram submetidos ao tratamento com cafeína associado ao protocolo de exercício durante seis semanas. Os resultados demonstraram que não houve alterações na hidrólise do ATP (10,14%), ADP (23,2%) e AMP (45,89%) bem como na atividade da ADA (27,33%) em sinaptossomas de córtex cerebral do grupo treinado (IV). Quando ratos treinados foram tratados com cafeína ocorreu um aumento na hidrólise do ADP, AMP e na atividade da ADA em sinaptossomas de córtex cerebral (grupos V e VI) (P<0.05). Em relação a AChE, uma diminuição aproximada de 40% na atividade dessa enzima ocorreu em sinaptossomas de córtex cerebral de ratos treinados e/ou tratados com cafeína (grupo IV, V e Vl) (P<0.05). O exercício per se não alterou a atividade da AChE em homogeneizado de córtex cerebral, estriado, cerebelo e hipocampo (grupo IV). Nos ratos do grupo V foi observado uma diminuição na atividade da AChE em hipocampo e um aumento em estriado e córtex cerebral (P<0.05) enquanto que nos animais do grupo VI ocorreu um aumento na atividade da AChE em córtex cerebral e cerebelo quando comparado com outros grupos (P<0.05). Esses resultados sugerem que a cafeína per se ou associada ao exercício de alta intensidade modula a sinalização purinérgica e colinérgica em ratos.

Nos travaux visaient à réaliser un « modèle rongeur » (souris C57Bl/6) de l’altération de la mémoire de travail (MDT) lors du vieillissement, et comparer le potentiel promnésiant de divers composés pharmacologiques. Nous montrons que des souris âgées (18-19 mois) présentent une sensibilité accrue aux interférences proactives délai-dépendantes dans une épreuve d’alternance spontanée par rapport à des souris jeunes (4-5 mois). Une étude immunohistochimique centrée sur l’activité CREB révèle que les souris âgées présentent une suractivation du cortex préfrontal (CPF) inversement corrélée aux performances. La relation entre le déficit cognitif et la suractivation du CPF est confortée par la restauration des performances suite à l’injection dans le CPF d’un inhibiteur de la kinase activatrice de CREB.L’administration de composés cholinergiques permet de restaurer les capacités mnésiques des souris âgées par des mécanismes bien dissociés. Le donepezil, inhibiteur de l’acétylcholinestérase, augmente l’activation de l’hippocampe, alors que le S 38232, un agoniste des récepteurs nicotiniques α4β2, agit en supprimant la suractivation préfrontale. Finalement, l’utilisation de souris invalidées génétiquement pour la sous-unité β2 révèle des mécanismes de régulation complexes au sein du système cholinergique.Nos travaux démontrent la validité de notre modèle pour l’étude des troubles de la MDT induits par le vieillissement. De plus, ils confortent des études récentes chez l’Homme indiquant un lien important entre la suractivation du CPF et le déclin cognitif lié à l’âge. Au regard de l’effet du S 38232 qui, en diminuant la suractivation préfrontale, permet de restaurer les performances de MDT, le récepteur nicotinique α4β2 apparaît comme une cible potentielle pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. / The aim of this study was to realise a “rodent model” (C57Bl/6 mice) of age-related working memory (WM) impairments, and to evaluate the procognitive impact of several pharmacological compounds. We show that compared to young adult mice (4-5 months), aged mice (18-19 months) exhibit an exaggerated vulnerability to delay-dependant interference in a sequential spontaneous alternation task. CREB activity assessed by immunohistochemistry demonstrates that aged mice show an over-activation of the prefrontal cortex (PFC) negatively correlated with behavioural performance. Infusion of an inhibitor of CREB activation into the PFC restores WM performance in aged mice. Both results highlight the link between the PFC over-activation and the age-related cognitive deficit.Pharmacological study reveals that cholinergic compounds restore cognitive performance of aged mice and act differently on brain structures sustaining WM. On one hand, donepezil – an inhibitor of acetylcholinesterase – increases CREB activation of the hippocampus. On the other hand, S 38232 – an agonist of α4β2 nicotinic receptors – decreases the CREB age-induced over-activation of the PFC. Finally, using β2 knock-out mice, we show that the regulation of the cholinergic system is submitted to complex mechanisms.Overall, our experimental set up demonstrates that spontaneous alternation is a valuable model for studying age-related WM impairments. In accordance with human’s findings, our results highlight the link between prefrontal over-activation and the cognitive decline occurring during ageing. Considering that S 38232, by decreasing the CPF over-activation, alleviates the WM deficit observed in aged mice, the α4β2 nicotinic receptor appears to be an efficient target for new therapeutic strategies.

Bien que la maladie d’Alzheimer (MA) soit la cause de démence la plus fréquente, lesmécanismes qui sous-tendent les déficits cognitifs chez les patients restent mal connus.Cependant, les peptides amyloïdes (Aβ) semblent être un acteur majeur impliqué dansl’apparition des troubles mnésiques au cours de l’évolution de la maladie, notamment de parleur capacité à induire un hypofonctionnement du système cholinergique associé au déclinmnésique. Sur la base de ces observations, le rôle joué par les récepteurs cholinergiquesnicotiniques α7 (α7-nAChRs) a été largement étudié, au vue de leur capacité à interagir avecles Aβ, sans toutefois dégager un consensus quant à l’implication de ces récepteurs dans lesdéficits mnésiques induits par les Aβ.Afin d’améliorer notre compréhension quant aux mécanismes sous-tendant les effetsdélétères induits par les Aβ dans les déficits mnésiques, notre travail visait à identifier le rôlejoué par les récepteurs α7-AChRs via une approche comportementale, pharmacologique etmoléculaire. Ainsi, nous avons utilisé un modèle « souris » basé sur des injections de formesoligomériques d’Aβ(1-42) (Aβo(1-42)) dans la région CA1 de l’hippocampe dorsal (dCA1),structure cérébrale impliquée dans les processus mnésiques, atteinte de manière précoce dansla MA et exprimant fortement les récepteurs α7-nAChRs.La première partie de cette étude a consisté à mettre au point et à valider notre modèleanimal d’étude des effets induits par les Aβo(1-42) dans le dCA1 par une approchecomportementale et moléculaire. Nous montrons que les injections répétées d’Aβo(1-42) dans ledCA1 induisent une perturbation spécifique de la mémoire de travail alors que la mémoirespatiale est préservée lorsque les performances mnésiques sont évaluées 7 jours après ladernière injection. Nous avons également montré que cette perturbation de la mémoire detravail est associée à une absence d’activation/phosphorylation de ERK1/2 au sein du réseauhippocampo-frontal et septo-hippocampique. Ces données nous ont permis de valider notremodèle expérimental permettant d’étudier spécifiquement l’impact des Aβo(1-42) dansl’hippocampe dorsal.Dans une seconde partie, nous nous sommes focalisés sur le rôle joué par lesrécepteurs α7-nAChRs dans les perturbations mnésiques induites par les Aβo(1-42). Nosrésultats montrent que (1) les souris KOα7 ne présentent pas de déficits de mémoire de travailconsécutivement aux injections intra-dCA1 d’Aβo(1-42), (2) les déficits mnésiques ainsi que lala perturbation de l’activation de ERK1/2 induits par les Aβo(1-42) sont compensés par destraitements pharmacologiques agoniste partiel et antagoniste des récepteurs α7-nAChRs, (3)le traitement par un agoniste complet des récepteurs α7-nAChRs ne permet pas de prévenir lesdéficits mnésiques. Au regard de ces résultats, le récepteur α7-nAChRs semble être essentielau développement des déficits mnésiques induits par les Aβo(1-42), et l’utilisationd’antagonistes de ces récepteurs pourraient être une cible potentielle pour le développementde nouvelles stratégies thérapeutiques. / Although Alzheimer’s disease (AD) has been considered as one of the major causesfor dementia, the mechanisms by which cognitive decline appear still remain unclear.However, amyloid-β peptides (Aβ) seem to play a central role in the appearance of memoryimpairments in the time course of the disease, inducing down-regulation of the cholinergicsystem which is associated with cognitive decline. Based on these observations, the role of α7nicotinic receptors (α7-nAChRs) which can interact with Aβ was widely studied withoutconsensus about the involvement of these receptors in memory deficits induced by Aβ.In order to improve our knowledge about the mechanisms involved in Aβ side effects,our work aims at identify the role of α7-nAChRs via behavioral and molecular approaches.Thus, we used a mice model based on injections of oligomeric assemblies of Aβo(1-42) (Aβo(1-42)) in the CA1 field of the dorsal hippocampus (dCA1) which is a brain structure stronglyinvolved in memory processes, precociously affected in the AD and with a high density of α7-nAChRs.The first part of this study was to develop and validate this animal model to studythe effects induced by Aβo(1-42) in the dCA1 by behavioral and molecular approaches. Weshow that repeated injections of Aβo(1-42) in the dCA1 induce a specific disruption of workingmemory 7 days after the last injection whereas spatial memory is spared. We also showed thatworking memory disturbance is associated with decreased activation / phosphorylation ofERK1 / 2 in the hippocampo-frontal and septo-hippocampal networks. These data allowed usto validate our experimental model to specifically study the impact of Aβo(1-42) into the dorsalhippocampus.In the second part, we focused on the role played by the α7- nAChRs receptors inmemory disturbances induced by Aβo(1-42). Our results show that (1) KOα7 mice do notexhibit working memory deficits consecutively to intra-dCA1 Aβo(1-42) injections, (2) thememory deficits and decreasing activation of ERK1/2 induced by Aβo(1-42) are offset bypharmacological treatments partial agonist and antagonist of α7-nAChRs receptors, (3)treatment with a full agonist of α7-nAChRs receptors does not prevent memory deficits .Given these results, the α7-nAChRs receptor appears to be essential to the development ofmemory deficits induced by Aβo(1-42), and the use of antagonists of these receptors might be apotential target for developing new therapeutic strategies for AD.