Existem evidências de que o estresse exerce papel importante na piora dos sintomas da asma, mas os exatos mecanismos que os interligam ainda não estão elucidados, principalmente no parênquima distal. Recentemente tem sido enfatizada a importância do parênquima pulmonar na modulação das alterações funcionais, inflamatórias e de remodelamento que caracterizam os quadros asmáticos. Cabe ressaltar, que tais alterações tem sido observadas tanto em humanos quanto em modelos de inflamação pulmonar alérgica crônica. Objetivos: Nossos objetivos foram avaliar se a mecânica de tecido pulmonar periférico, a ativação de vias de estresse oxidativo, a expressão celular de citocinas, o recrutamento eosinofílico e o processo de remodelamento da matriz extracelular podem ser modulados pelo estresse físico repetido, induzido pela natação forçada, em cobaias com inflamação alérgica crônica pulmonar. Métodos: Os animais foram expostos a sete inalações com doses crescentes de ovoalbumina (1~5mg/ml) ou soro fisiológico por quatro semanas (grupos OVA e SAL). Após 24 horas da quarta inalação os animais foram submetidos ao protocolo de natação forçada, considerado um modelo de indução de estresse gerado por esforço pela sobrevivência com dificuldade de escapar (grupos SAL-E e OVA-E). Os animais foram expostos ao protocolo de estresse por dois períodos de cinco dias, intercalados por dois dias após os cinco primeiros dias. Após 72 horas da sétima inalação os animais foram anestesiados, exsanguinados e fatias de tecido pulmonar periférico foram retiradas e submetidas à avaliação de mecânica oscilatória. Foram avaliadas a resistência (Rt), a elastância (Et) e a histerisividade (h) em condições basais e após desafio com ovoalbumina e acetilcolina. Os resultados de Rt e Et foram expressos em % de aumento em relação aos valores basais. As fatias de tecido pulmonar periférico foram então submetidas à avaliação histopatológica e imunohistoquímica para quantificação do número de eosinófilos, do conteúdo de colágeno, actina e de 8-iso-PGF2a e do número de células positivas para IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, IFN-g e iNOS. As duas glândulas adrenais foram retiradas, pesadas e seu peso foi corrigido pelo peso total do animal. Os níveis séricos de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) e do cortisol também foram obtidos. Resultados: Houve aumento na %Rt, %Et tanto após o desafio antigênico bem como após o contato com o agonista constritor, no número de eosinófilos, no conteúdo de 8-iso-PGF2a, de fibras colágenas e de actina, no número de células positivas para IL-4, IL-5, IL-13 e iNOS no septo alveolar dos animais expostos à ovoalbumina (grupos OVA e OVA-E) quando comparados aos animais expostos ao soro fisiológico (grupos SAL, p<0,05 para todas as comparações). As cobaias sensibilizadas e submetidas ao protocolo de estresse (grupo OVA-E) apresentaram aumento na %Rt e %Et após o desafio antigênico quando comparadas ao grupo OVA (p<0,05). Em relação à avaliação de mecânica pulmonar periférica após o desafio com acetilcolina, observamos aumento apenas na %Et no grupo OVA-E comparativamente ao grupo OVA (p<0,05). Houve aumento no numero de células IL-4 positivas, no conteúdo de 8-iso-PGF2a e de actina nos animais OVA-E comparativamente aos animais do grupo OVA (p<0,05). Considerando o grupo SAL-E houve aumento da %Rt e %Et após desafio com o agonista constritor, no número de células positivas para iNOS, IFN-g, IL-2, IL-5 e IL-13, bem como no conteúdo de 8-iso-PGF2a comparativamente ao grupo SAL (p<0,05). Finalmente, o peso relativo das adrenais e os níveis de cortisol sérico foram maiores nos grupos submetidos ao estresse físico (grupos SAL-E e OVA-E) quando comparados aos grupos não estressados (grupos SAL e OVA, p<0,004). Não houve diferença nos níveis séricos das catecolaminas entre os quatro grupos experimentais. Conclusões: A natação forçada repetida como modelo de estresse foi capaz de causar alterações funcionais como a constrição do parênquima pulmonar bem como aumento da expressão de citocinas e da produção de 8-iso-PGF2a, marcador da ativação de vias do estresse oxidativo. Além disso, neste modelo de inflamação crônica pulmonar, a exposição repetida à natação forçada foi capaz de potencializar a constrição do parênquima pulmonar. Esta alteração funcional associou-se ao aumento do conteúdo de actina e de 8-iso-PGF2a e do número de células IL-4 positivas no septo alveolar. Estes resultados sugerem que tanto a ativação inflamatória quanto o estresse oxidativo estão envolvidos na modulação da resposta inflamatória crônica pulmonar pelo estresse físico repetido. / There are evidences showing that stress can worsen asthma symptoms, but the exact mechanisms that link them are not clarified, especially in the distal lung parenchyma. Recently, the importance of the lung parenchyma has been emphasized in the modulations of the functional alterations, inflammatory and remodeling that characterizes asthma. These alterations have been observed in humans as well as experimental models of chronic allergic pulmonary inflammation. Objectives: Our goals were to evaluate if lung tissue mechanics, activation of oxidative stress pathways, cytokines cellular expressions, eosinophil recruitment and the remodeling process of the extracellular matrix can be modulated by repeated physical stress, induced by forced swimming, in guinea pigs with chronic allergic pulmonary inflammation. Methods: Animals were exposed to seven inhalations with ovalbumin increased doses (1~5mg/ml) or saline solution during four weeks (OVA and SAL groups). Twenty-four hours after the fourth inhalation animals were submitted to forced swimming protocol, that is a type of an unavoidable stress that induces an effort for survival with an escape deficit (SAL-E and OVA-E groups). Animals were exposed to the stress protocol for two periods of five days, intercalated by two days. Seventy-two hours after the seventh inhalation animals were anesthetized, lung strips were removed and submitted to oscillatory mechanic evaluation. Resistance (Rt), elastance (Et) and hysteresivity were evaluated at base line and after OVA and acetylcholine challenge in bath. Rt and Et results were expressed as a % of baseline values. The pulmonary tissue strips were then submitted to histological and Immunohistochemistry analysis, to quantify the number of eosinophils, collagen, actin, 8-iso-PGF2a content and the number of positive cells for IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, IFN-g and iNOS. Both adrenal glands were removed and weighted. The weight of the adrenal glands was corrected by the animals total weight. The serum levels of catecholamine (epinephrine, norepinephrine and dopamine) and cortisol were also obtained. Results: There was an increase in Rt%, Et% after the antigenic challenge as well as after the acetylcholine challenge, in the number of eosinophils, 8-iso-PGF2a content, collagen and actin fibers and in the number of IL-4, IL-5, IL-13 and iNOS positive cells in the alveolar septum of the animals exposed to ovalbumin (OVA and OVA-E groups) when compared to the animals exposed to saline solution (SAL, p<0.05 for all comparisons). The sensitized guinea pigs submitted to the stress protocol (OVA-E group) presented an increase in Rt% and Et% after the OVA challenge when compared to the OVA group (p<0.05). Due to the acetylcholine challenge, we observed an increase only in the Et% in OVA-E group compared the OVA group (p<0.05). There was an increase in the IL-4 positive cells, in the 8-iso-PGF2a and actin content in OVA-E animals compared to OVA group (p<0.05). Considering the SAL-E group there was an increase in Rt% and Et% after acetylcholine challenge, in the number of iNOS, IFN-g, IL-2, IL-5, and IL-13 positive cells, as well as in the 8-iso-PGF2a content compared to SAL group (p<0.05). Finally, the relative adrenal weight and the serum cortisol levels were greater in the groups submitted to physical stress (SAL-E e OVA-E groups) when compared to the non-stressed groups (SAL and OVA groups, p<0.05). There was no difference in the catecholamine serum levels among the four experimental groups. Conclusion: The repeated forced swimming, as a stress model was capable of causing functional alterations like lung tissue constriction and increase in cytokines expression and 8-iso-PGF2a production. Besides that, in this chronic pulmonary inflammation, the repeated exposure to forced swimming was capable of empowering lung tissue constriction. This functional alteration was associated with an augmentation in actin and 8-iso-PGF2a content and in the number of IL-4 positive cells in the alveolar septum. These results suggest that activation of inflammatory and oxidative stress pathways were involved in the modulation of stress responses in this animal model of chronic lung inflammation.

Existem evidências de que o estresse exerce papel importante na piora dos sintomas da asma, mas os exatos mecanismos que os interligam ainda não estão elucidados, principalmente no parênquima distal. Recentemente tem sido enfatizada a importância do parênquima pulmonar na modulação das alterações funcionais, inflamatórias e de remodelamento que caracterizam os quadros asmáticos. Cabe ressaltar, que tais alterações tem sido observadas tanto em humanos quanto em modelos de inflamação pulmonar alérgica crônica. Objetivos: Nossos objetivos foram avaliar se a mecânica de tecido pulmonar periférico, a ativação de vias de estresse oxidativo, a expressão celular de citocinas, o recrutamento eosinofílico e o processo de remodelamento da matriz extracelular podem ser modulados pelo estresse físico repetido, induzido pela natação forçada, em cobaias com inflamação alérgica crônica pulmonar. Métodos: Os animais foram expostos a sete inalações com doses crescentes de ovoalbumina (1~5mg/ml) ou soro fisiológico por quatro semanas (grupos OVA e SAL). Após 24 horas da quarta inalação os animais foram submetidos ao protocolo de natação forçada, considerado um modelo de indução de estresse gerado por esforço pela sobrevivência com dificuldade de escapar (grupos SAL-E e OVA-E). Os animais foram expostos ao protocolo de estresse por dois períodos de cinco dias, intercalados por dois dias após os cinco primeiros dias. Após 72 horas da sétima inalação os animais foram anestesiados, exsanguinados e fatias de tecido pulmonar periférico foram retiradas e submetidas à avaliação de mecânica oscilatória. Foram avaliadas a resistência (Rt), a elastância (Et) e a histerisividade (h) em condições basais e após desafio com ovoalbumina e acetilcolina. Os resultados de Rt e Et foram expressos em % de aumento em relação aos valores basais. As fatias de tecido pulmonar periférico foram então submetidas à avaliação histopatológica e imunohistoquímica para quantificação do número de eosinófilos, do conteúdo de colágeno, actina e de 8-iso-PGF2a e do número de células positivas para IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, IFN-g e iNOS. As duas glândulas adrenais foram retiradas, pesadas e seu peso foi corrigido pelo peso total do animal. Os níveis séricos de catecolaminas (adrenalina, noradrenalina e dopamina) e do cortisol também foram obtidos. Resultados: Houve aumento na %Rt, %Et tanto após o desafio antigênico bem como após o contato com o agonista constritor, no número de eosinófilos, no conteúdo de 8-iso-PGF2a, de fibras colágenas e de actina, no número de células positivas para IL-4, IL-5, IL-13 e iNOS no septo alveolar dos animais expostos à ovoalbumina (grupos OVA e OVA-E) quando comparados aos animais expostos ao soro fisiológico (grupos SAL, p<0,05 para todas as comparações). As cobaias sensibilizadas e submetidas ao protocolo de estresse (grupo OVA-E) apresentaram aumento na %Rt e %Et após o desafio antigênico quando comparadas ao grupo OVA (p<0,05). Em relação à avaliação de mecânica pulmonar periférica após o desafio com acetilcolina, observamos aumento apenas na %Et no grupo OVA-E comparativamente ao grupo OVA (p<0,05). Houve aumento no numero de células IL-4 positivas, no conteúdo de 8-iso-PGF2a e de actina nos animais OVA-E comparativamente aos animais do grupo OVA (p<0,05). Considerando o grupo SAL-E houve aumento da %Rt e %Et após desafio com o agonista constritor, no número de células positivas para iNOS, IFN-g, IL-2, IL-5 e IL-13, bem como no conteúdo de 8-iso-PGF2a comparativamente ao grupo SAL (p<0,05). Finalmente, o peso relativo das adrenais e os níveis de cortisol sérico foram maiores nos grupos submetidos ao estresse físico (grupos SAL-E e OVA-E) quando comparados aos grupos não estressados (grupos SAL e OVA, p<0,004). Não houve diferença nos níveis séricos das catecolaminas entre os quatro grupos experimentais. Conclusões: A natação forçada repetida como modelo de estresse foi capaz de causar alterações funcionais como a constrição do parênquima pulmonar bem como aumento da expressão de citocinas e da produção de 8-iso-PGF2a, marcador da ativação de vias do estresse oxidativo. Além disso, neste modelo de inflamação crônica pulmonar, a exposição repetida à natação forçada foi capaz de potencializar a constrição do parênquima pulmonar. Esta alteração funcional associou-se ao aumento do conteúdo de actina e de 8-iso-PGF2a e do número de células IL-4 positivas no septo alveolar. Estes resultados sugerem que tanto a ativação inflamatória quanto o estresse oxidativo estão envolvidos na modulação da resposta inflamatória crônica pulmonar pelo estresse físico repetido. / There are evidences showing that stress can worsen asthma symptoms, but the exact mechanisms that link them are not clarified, especially in the distal lung parenchyma. Recently, the importance of the lung parenchyma has been emphasized in the modulations of the functional alterations, inflammatory and remodeling that characterizes asthma. These alterations have been observed in humans as well as experimental models of chronic allergic pulmonary inflammation. Objectives: Our goals were to evaluate if lung tissue mechanics, activation of oxidative stress pathways, cytokines cellular expressions, eosinophil recruitment and the remodeling process of the extracellular matrix can be modulated by repeated physical stress, induced by forced swimming, in guinea pigs with chronic allergic pulmonary inflammation. Methods: Animals were exposed to seven inhalations with ovalbumin increased doses (1~5mg/ml) or saline solution during four weeks (OVA and SAL groups). Twenty-four hours after the fourth inhalation animals were submitted to forced swimming protocol, that is a type of an unavoidable stress that induces an effort for survival with an escape deficit (SAL-E and OVA-E groups). Animals were exposed to the stress protocol for two periods of five days, intercalated by two days. Seventy-two hours after the seventh inhalation animals were anesthetized, lung strips were removed and submitted to oscillatory mechanic evaluation. Resistance (Rt), elastance (Et) and hysteresivity were evaluated at base line and after OVA and acetylcholine challenge in bath. Rt and Et results were expressed as a % of baseline values. The pulmonary tissue strips were then submitted to histological and Immunohistochemistry analysis, to quantify the number of eosinophils, collagen, actin, 8-iso-PGF2a content and the number of positive cells for IL-2, IL-4, IL-5, IL-13, IFN-g and iNOS. Both adrenal glands were removed and weighted. The weight of the adrenal glands was corrected by the animals total weight. The serum levels of catecholamine (epinephrine, norepinephrine and dopamine) and cortisol were also obtained. Results: There was an increase in Rt%, Et% after the antigenic challenge as well as after the acetylcholine challenge, in the number of eosinophils, 8-iso-PGF2a content, collagen and actin fibers and in the number of IL-4, IL-5, IL-13 and iNOS positive cells in the alveolar septum of the animals exposed to ovalbumin (OVA and OVA-E groups) when compared to the animals exposed to saline solution (SAL, p<0.05 for all comparisons). The sensitized guinea pigs submitted to the stress protocol (OVA-E group) presented an increase in Rt% and Et% after the OVA challenge when compared to the OVA group (p<0.05). Due to the acetylcholine challenge, we observed an increase only in the Et% in OVA-E group compared the OVA group (p<0.05). There was an increase in the IL-4 positive cells, in the 8-iso-PGF2a and actin content in OVA-E animals compared to OVA group (p<0.05). Considering the SAL-E group there was an increase in Rt% and Et% after acetylcholine challenge, in the number of iNOS, IFN-g, IL-2, IL-5, and IL-13 positive cells, as well as in the 8-iso-PGF2a content compared to SAL group (p<0.05). Finally, the relative adrenal weight and the serum cortisol levels were greater in the groups submitted to physical stress (SAL-E e OVA-E groups) when compared to the non-stressed groups (SAL and OVA groups, p<0.05). There was no difference in the catecholamine serum levels among the four experimental groups. Conclusion: The repeated forced swimming, as a stress model was capable of causing functional alterations like lung tissue constriction and increase in cytokines expression and 8-iso-PGF2a production. Besides that, in this chronic pulmonary inflammation, the repeated exposure to forced swimming was capable of empowering lung tissue constriction. This functional alteration was associated with an augmentation in actin and 8-iso-PGF2a content and in the number of IL-4 positive cells in the alveolar septum. These results suggest that activation of inflammatory and oxidative stress pathways were involved in the modulation of stress responses in this animal model of chronic lung inflammation.

Introdução: A importância do parênquima pulmonar na fisiopatologia da asma tem sido recentemente enfatizada, particularmente nos pacientes com asma grave e de difícil controle. O óxido nítrico (NO) é um importante modulador da resposta contrátil, inflamatória e de remodelamento pulmonar que ocorrem na asma. Embora seu papel na modulação em vias aéreas proximais e distais já tenha sido estabelecido, seus efeitos no parênquima pulmonar foram pouco investigados. Objetivos: Avaliar se a inibição da arginase 2, por intermédio do tratamento com N-hydroxy-nor-L-arginine (nor-NOHA), e da iNOS, por intermédio da administração de 1400W, pode modular a resposta constritora de parênquima distal, o estresse oxidativo, a expressão de iNOS, assim como a atividade da arginase, em modelo de inflamação alérgica crônica pulmonar em cobaias. Métodos: Os animais foram expostos a sete inalações com soro fisiológico ou com ovoalbumina em doses crescentes (1~5mg/ml- 4 semanas) e tratados com 1400W (2mg/Kg ip. diariamente) iniciando após a 7ª inalação e nor- NOHA (10M - infusão no banho durante a avaliação da mecânica oscilatória), ou associação de 1400W + nor-NOHA (administrado conforme descrito anteriormente). Setenta e duas horas após a sétima inalação os animais foram anestesiados, exsanguinados e a foi realizada a avaliação da mecânica oscilatória do parênquima pulmonar, sendo obtidos os valores de resistência e elastância tecidual na condição basal e após desafio (0,1% de ovoalbumina). Em seguida, os fragmentos de tecido pulmonar periférico foram fixados em solução de formolaldeído a 4%, por 48 horas. Depois de terminada a fixação, o material foi submetido às técnicas histológicas habituais com parafina, para obtenção de cortes de 4m de espessura. Os cortes foram corados para Hematoxilina e Eosina e utilizando técnica de imunohistoquímica foram avaliados o número de células iNOS positivas, a expressão de PGF2, do fator de transcrição NF-kB e de arginase 2 no septo alveolar, por intermédio de avaliação morfométrica. A expressão de arginase 2, NF-kB e PGF2 nos fragmentos de tecido pulmonar periférico foram avaliados em aumento 400X utilizando o programa Image-Pro Plus 4.5v Image Analysis System e os resultados foram expressos em porcentagem. Em relação ao número de células iNOS positivas nos fragmentos pulmonares, foi utilizada a técnica de contagem de pontos, determinada pelo número de pontos que coincidiam em células positivas em cada campo dividido pelo número de pontos que incidiam no tecido pulmonar, no aumento de 1000x. Foram analisados 10 campos por corte, selecionados de forma randômica. Os resultados foram expressos como células por unidade de área (104m2). Para a avaliação da atividade da arginase 2, foi utilizado o método descrito no kit da BioAssay Systems que utiliza um cromogênio, que forma um complexo corado com uréia, produzido na reação de arginase. A determinação da atividade da arginase 2 envolveu a medida da velocidade de reação, expressa em termos de atividade por miligrama de proteína (U/mg). Resultados: Não houve alteração no percentual de estruturas (vasos, vias aéreas e tecido alveolar) no tecido pulmonar nos quatro grupos experimentais, sendo que mais de 90% de tecido do fragmento pulmonar foi constituído de alvéolos. Os animais que foram expostos à ovoalbumina apresentaram um aumento da resistência e da elastância tecidual (após desafio antigênico), no número de células iNOS positivas, na percentagem de expressão de PGF2, arginase 2 e NF-kB no septo alveolar, assim como da atividade de arginase 2 comparativamente aos grupos controles (p<0,001). O tratamento com nor-NOHA ou 1400W isoladamente em animais expostos à ovoalbumina atenuou a resposta de elastância e resistência teciduais após desafio antigênico (p<0,001), o número de células iNOS positivas (p<0,001), na expressão de PGF2, de arginase 2 e NF-kB no septo alveolar (p<0,001). Porém a atividade da arginase 2 só foi reduzida nos grupos que foram tratados com nor-NOHA e na associação de 1400W e nor-NOHA (p<0,05). A associação de 1400W e nor-NOHA em animais expostos à ovoalbumina potencializou a atenuação da expressão PGF2 no septo alveolar (p<0,001). Conclusões: O presente estudo sugere que, neste modelo experimental de inflamação crônica pulmonar, a inibição da arginase tem papel importante na modulação das repostas constritoras e de estresse oxidativo no parênquima pulmonar distal. A associação da inibição da iNOS à da arginase 2 potencializa o controle da resposta de estresse oxidativo. Estas respostas são, pelo menos em parte, moduladas pela ativação de NF-kB. A inibição destas vias enzimáticas pode representar uma estratégia futura para o tratamento de pacientes com asma grave e de difícil controle / Introduction: The importance of the lung parenchyma in the pathophysiology of asthma has recently been emphasized, particularly in patients with severe asthma and difficult to control. Nitric oxide (NO) is an important modulator of contractile response, lung inflammation and remodeling occurring in asthma. Although its role in the modulation proximal and distal airways tone control has already been established, its effects on the lung parenchyma were rarely investigated. Aims: To evaluate the inhibition of arginase 2, through treatment with N-hydroxy-nor-L-arginine (nor-NOHA) and / or iNOS, through the administration of 1400W, can modulate the constrictor response of distal parenchyma, oxidative stress, the expression of iNOS and the activity of arginase, in a model of chronic allergic lung inflammation in guinea pigs. Methods: The seven animals were exposed to inhaled saline or ovalbumin with increasing doses (1~5mg/ml-4 weeks) and treated with 1400W (2mg/kg ip daily) beginning after the 7th inhalation and nor-NOHA (10M - infusion in the bath during the evaluation of mechanical oscillation), or combination of 1400W + nor- NOHA (administered as formerly). Seventy-two hours after the seventh inhalation the animals were anesthetized, and exsanguinated and it was performed evaluation was made of oscillatory mechanics of lung parenchyma, and obtained the values of tissue resistance and elastance at baseline and after challenge (0.1% ovalbumin). Then the peripheral lung tissue fragments were fixed in formolaldeíde 4% for 48 hours. After completion of fixation, the material was subjected to routine histological techniques with paraffin to obtain sections of 4m thickness. The sections were stained with Hematoxylin and Eosin and by using immunohistochemical technique, we assessed the number of iNOS positive cells and expression of PGF2, of the transcription factor NF-kB and arginase 2 in the alveolar septum, through morphometric analysis. The expression of arginase 2, NF-kB and PGF2 in peripheral lung tissue fragments were evaluated at 400X increase by Image - Pro Plus Image Analysis System 4.5v and the results were obtained as a ratio between the amount of expression of arginase 2, NF-kB and PGF2 and are expressed as percentage. Regarding the content of iNOS in lung fragments, we used the technique of counting points, determined by the number of points coinciding in the positive cells in each field divided by the number of points that focused on lung tissue, using the increase of 1000x. Were increase of 10 fields analyzed per section, selected randomly. The results were expressed as cells per unit area (104m2). To assess the activity of arginase 2 we used the method bioassay described in the kit Systems using a chromogen which forms a colored complex with urea produced in the reaction of arginase. The determination of the activity of arginase 2 involved the measurement of reaction rate, expressed in terms of activity per milligram of protein (U/mg). Results: There were no changes in the percentages of structures (vessels, airways and alveolar tissue) lung tissue in four experimental groups, with more than 90% of the tissue fragment consisted of pulmonary alveoli. The animals that were exposed to ovalbumin, showed an increase in tissue resistance and elastance after antigen challenge, the number of iNOS positive cells, the of expression of PGF2, of NF-kB and arginase 2 in the alveolar septum well as in the activity of arginase 2, compared to control groups (p <0.001). The treatment with nor-NOHA or 1400W alone in animals exposed to ovalbumin attenuated the tissue elastance and resistance after antigenic challenge (p <0.001), the number of iNOS positive cells (p <0.001), the expression of PGF2, arginase 2 and NFkB in the alveolar septum (p<0.001). However the activity of arginase 2 was reduced in only in the groups that were treated with nor-NOHA and the association of 1400W and nor-NOHA (p <0.05). The combination of 1400W and nor-NOHA, in animals exposed to ovalbumin enhanced the attenuation of the expression of PGF2 in the alveolar septum (p <0.001). Conclusions: The present study suggests that in this experimental model of chronic pulmonary inflammation, inhibition of arginase 2 plays an important role in the modulation of constrictor responses and oxidative stress in the distal lung parenchyma. The association of iNOS inhibition to the arginase 2 enhances the control of oxidative stress response. These responses are, at least in part, modulated by the activation of NF-kB. The inhibition of these enzyme pathways may represent a future strategy for the treatment of patients with severe asthma and difficult to control

Introdução: A importância do parênquima pulmonar na fisiopatologia da asma tem sido recentemente enfatizada, particularmente nos pacientes com asma grave e de difícil controle. O óxido nítrico (NO) é um importante modulador da resposta contrátil, inflamatória e de remodelamento pulmonar que ocorrem na asma. Embora seu papel na modulação em vias aéreas proximais e distais já tenha sido estabelecido, seus efeitos no parênquima pulmonar foram pouco investigados. Objetivos: Avaliar se a inibição da arginase 2, por intermédio do tratamento com N-hydroxy-nor-L-arginine (nor-NOHA), e da iNOS, por intermédio da administração de 1400W, pode modular a resposta constritora de parênquima distal, o estresse oxidativo, a expressão de iNOS, assim como a atividade da arginase, em modelo de inflamação alérgica crônica pulmonar em cobaias. Métodos: Os animais foram expostos a sete inalações com soro fisiológico ou com ovoalbumina em doses crescentes (1~5mg/ml- 4 semanas) e tratados com 1400W (2mg/Kg ip. diariamente) iniciando após a 7ª inalação e nor- NOHA (10M - infusão no banho durante a avaliação da mecânica oscilatória), ou associação de 1400W + nor-NOHA (administrado conforme descrito anteriormente). Setenta e duas horas após a sétima inalação os animais foram anestesiados, exsanguinados e a foi realizada a avaliação da mecânica oscilatória do parênquima pulmonar, sendo obtidos os valores de resistência e elastância tecidual na condição basal e após desafio (0,1% de ovoalbumina). Em seguida, os fragmentos de tecido pulmonar periférico foram fixados em solução de formolaldeído a 4%, por 48 horas. Depois de terminada a fixação, o material foi submetido às técnicas histológicas habituais com parafina, para obtenção de cortes de 4m de espessura. Os cortes foram corados para Hematoxilina e Eosina e utilizando técnica de imunohistoquímica foram avaliados o número de células iNOS positivas, a expressão de PGF2, do fator de transcrição NF-kB e de arginase 2 no septo alveolar, por intermédio de avaliação morfométrica. A expressão de arginase 2, NF-kB e PGF2 nos fragmentos de tecido pulmonar periférico foram avaliados em aumento 400X utilizando o programa Image-Pro Plus 4.5v Image Analysis System e os resultados foram expressos em porcentagem. Em relação ao número de células iNOS positivas nos fragmentos pulmonares, foi utilizada a técnica de contagem de pontos, determinada pelo número de pontos que coincidiam em células positivas em cada campo dividido pelo número de pontos que incidiam no tecido pulmonar, no aumento de 1000x. Foram analisados 10 campos por corte, selecionados de forma randômica. Os resultados foram expressos como células por unidade de área (104m2). Para a avaliação da atividade da arginase 2, foi utilizado o método descrito no kit da BioAssay Systems que utiliza um cromogênio, que forma um complexo corado com uréia, produzido na reação de arginase. A determinação da atividade da arginase 2 envolveu a medida da velocidade de reação, expressa em termos de atividade por miligrama de proteína (U/mg). Resultados: Não houve alteração no percentual de estruturas (vasos, vias aéreas e tecido alveolar) no tecido pulmonar nos quatro grupos experimentais, sendo que mais de 90% de tecido do fragmento pulmonar foi constituído de alvéolos. Os animais que foram expostos à ovoalbumina apresentaram um aumento da resistência e da elastância tecidual (após desafio antigênico), no número de células iNOS positivas, na percentagem de expressão de PGF2, arginase 2 e NF-kB no septo alveolar, assim como da atividade de arginase 2 comparativamente aos grupos controles (p<0,001). O tratamento com nor-NOHA ou 1400W isoladamente em animais expostos à ovoalbumina atenuou a resposta de elastância e resistência teciduais após desafio antigênico (p<0,001), o número de células iNOS positivas (p<0,001), na expressão de PGF2, de arginase 2 e NF-kB no septo alveolar (p<0,001). Porém a atividade da arginase 2 só foi reduzida nos grupos que foram tratados com nor-NOHA e na associação de 1400W e nor-NOHA (p<0,05). A associação de 1400W e nor-NOHA em animais expostos à ovoalbumina potencializou a atenuação da expressão PGF2 no septo alveolar (p<0,001). Conclusões: O presente estudo sugere que, neste modelo experimental de inflamação crônica pulmonar, a inibição da arginase tem papel importante na modulação das repostas constritoras e de estresse oxidativo no parênquima pulmonar distal. A associação da inibição da iNOS à da arginase 2 potencializa o controle da resposta de estresse oxidativo. Estas respostas são, pelo menos em parte, moduladas pela ativação de NF-kB. A inibição destas vias enzimáticas pode representar uma estratégia futura para o tratamento de pacientes com asma grave e de difícil controle / Introduction: The importance of the lung parenchyma in the pathophysiology of asthma has recently been emphasized, particularly in patients with severe asthma and difficult to control. Nitric oxide (NO) is an important modulator of contractile response, lung inflammation and remodeling occurring in asthma. Although its role in the modulation proximal and distal airways tone control has already been established, its effects on the lung parenchyma were rarely investigated. Aims: To evaluate the inhibition of arginase 2, through treatment with N-hydroxy-nor-L-arginine (nor-NOHA) and / or iNOS, through the administration of 1400W, can modulate the constrictor response of distal parenchyma, oxidative stress, the expression of iNOS and the activity of arginase, in a model of chronic allergic lung inflammation in guinea pigs. Methods: The seven animals were exposed to inhaled saline or ovalbumin with increasing doses (1~5mg/ml-4 weeks) and treated with 1400W (2mg/kg ip daily) beginning after the 7th inhalation and nor-NOHA (10M - infusion in the bath during the evaluation of mechanical oscillation), or combination of 1400W + nor- NOHA (administered as formerly). Seventy-two hours after the seventh inhalation the animals were anesthetized, and exsanguinated and it was performed evaluation was made of oscillatory mechanics of lung parenchyma, and obtained the values of tissue resistance and elastance at baseline and after challenge (0.1% ovalbumin). Then the peripheral lung tissue fragments were fixed in formolaldeíde 4% for 48 hours. After completion of fixation, the material was subjected to routine histological techniques with paraffin to obtain sections of 4m thickness. The sections were stained with Hematoxylin and Eosin and by using immunohistochemical technique, we assessed the number of iNOS positive cells and expression of PGF2, of the transcription factor NF-kB and arginase 2 in the alveolar septum, through morphometric analysis. The expression of arginase 2, NF-kB and PGF2 in peripheral lung tissue fragments were evaluated at 400X increase by Image - Pro Plus Image Analysis System 4.5v and the results were obtained as a ratio between the amount of expression of arginase 2, NF-kB and PGF2 and are expressed as percentage. Regarding the content of iNOS in lung fragments, we used the technique of counting points, determined by the number of points coinciding in the positive cells in each field divided by the number of points that focused on lung tissue, using the increase of 1000x. Were increase of 10 fields analyzed per section, selected randomly. The results were expressed as cells per unit area (104m2). To assess the activity of arginase 2 we used the method bioassay described in the kit Systems using a chromogen which forms a colored complex with urea produced in the reaction of arginase. The determination of the activity of arginase 2 involved the measurement of reaction rate, expressed in terms of activity per milligram of protein (U/mg). Results: There were no changes in the percentages of structures (vessels, airways and alveolar tissue) lung tissue in four experimental groups, with more than 90% of the tissue fragment consisted of pulmonary alveoli. The animals that were exposed to ovalbumin, showed an increase in tissue resistance and elastance after antigen challenge, the number of iNOS positive cells, the of expression of PGF2, of NF-kB and arginase 2 in the alveolar septum well as in the activity of arginase 2, compared to control groups (p <0.001). The treatment with nor-NOHA or 1400W alone in animals exposed to ovalbumin attenuated the tissue elastance and resistance after antigenic challenge (p <0.001), the number of iNOS positive cells (p <0.001), the expression of PGF2, arginase 2 and NFkB in the alveolar septum (p<0.001). However the activity of arginase 2 was reduced in only in the groups that were treated with nor-NOHA and the association of 1400W and nor-NOHA (p <0.05). The combination of 1400W and nor-NOHA, in animals exposed to ovalbumin enhanced the attenuation of the expression of PGF2 in the alveolar septum (p <0.001). Conclusions: The present study suggests that in this experimental model of chronic pulmonary inflammation, inhibition of arginase 2 plays an important role in the modulation of constrictor responses and oxidative stress in the distal lung parenchyma. The association of iNOS inhibition to the arginase 2 enhances the control of oxidative stress response. These responses are, at least in part, modulated by the activation of NF-kB. The inhibition of these enzyme pathways may represent a future strategy for the treatment of patients with severe asthma and difficult to control

Introdução: Estima-se que 10% dos doentes com asma t€m sintomas e limita‚es importantes, como exacerba‚es freqƒentes ou redu„o persistente da fun„o respirat…ria As altera‚es do par€nquima pulmonar distal tem sido recentemente abordadas na fisiopatologia da asma. Apesar do uso de corticoster…ides, pacientes com asma refrat†ria t€m mais estresse oxidativo, assim como apresentam ativaao da iNOS. Al‡m disso, muitos dos dispositivos utilizados para administra„o de ester…ides inalat…rios geram partˆculas que n„o chegam efetivamente ‰s vias a‡reas distais e ao par€nquima pulmonar. Objetivos: Avaliamos os efeitos do tratamento com montelucaste ou dexametasona tratamentos associados ou n„o a um inibidor especˆfio da iNOS (1400W) na resposta eosinofˆlica, remodelamento da matriz extracelular, estresse oxidativo, conteŠdo de actina, c‡lulas positivas para IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN, TGF do par€nquima em cobaias com inflama„o crnica pulmonar. Métodos: As cobaias foram inaladas com ovalbumina (grupo OVA) 2X/semana por 4semanas. Ap…s a 4Ž inala„o, as cobaias foram tratadas diariamente com montelucaste (grupo OVAM 10mg/Kg/PO/dia) ou dexametasona (grupo OVAD 5mg/Kg/IP/dia). O inibidor da iNOS, 1400W (grupo OVAW 1mg/kg/dia) foi administrado intraperitonealmente nos Šltimos 4 dias (OVAW, OVADW e grupos OVAMW). Ap…s 72 horas da 7Ž inala„o, as cobaias foram anestesiadas, e os fragmentos de tecido pulmonar distal foram submetidos ‰ avalia„o histopatol…gica. Resultados: Houve um aumento no infiltrado eosinofˆlco, nas c‡lulas positivas para IL4, IL5, TIMP1, MMP9, iNOS, IFN TGF, conteŠdo de actina, isoprostano PGF2 alfa, fibras col†genas e el†sticas nos animais OVA em compara„o com animais SAL (p<0,05). Houve uma diminui„o no nŠmero de eosin…filos, c‡lulas positivas para IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN, TGF, conteŠdo de actina, col†geno e isoprostano PGF2 alfa em todos os grupos tratados em compara„o com animais OVA (p<0,05). O conteŠdo de fibras el†sticas foram reduzidas somente nos grupos OVAMW, OVADW e OVAW em compara„o com animais OVA (p<0,05). A associa„o de 1400W e o tratamento com montelucaste (grupo OVAMW) potencializou a redu„o do conteŠdo de actina, fibras el†sticas, isoprostano PGF2 alfa de c‡lulas positivas para IL4, IL5, TIMP1, IFN TGF e iNOS em rela„o ao grupo montelucaste (OVAM) (p<0,05). Os tratamentos com 1400W e dexametasona (grupo OVADW) contribuˆram para uma maior redu„o do conteŠdo das fibras el†sticas, actina e isoprostanoPGF2 alfa e o nŠmero de c‡lulas positivas para IL4, IL5, IFN e TIMP1 em rela„o ao grupo dexametasona (OVAD) (p<0,05). Conclusões: O tratamento com corticoster…ides associados ‰ inibi„o da iNOS contribuiu para uma maior redu„o da remodela„o da matriz extracelular, diminuiu o estresse oxidativo, e tamb‡m foi eficiente para atenuar a resposta inflamat…ria Th2 no par€nquima pulmonar distal. Por outro lado, o tratamento com montelucaste associado à inibição da iNOS mostrou uma maior eficácia para reduzir o teor de fibras elásticas, a ativação do estresse oxidativo, conteúdo de actina e expressão das células positivas para IL4, IL5 no parênquima pulmonar distal. Estas associações podem representar futuras ferramentas farmacológicas para o controle das alterações histopatológicas pulmonares distais induzidas pela inflamação crônica / Introduction: It is estimated that 10% of asthma patients have symptoms and important limitations such as frequent exacerbations or persistent reduction of resiratory function, despite the use of corticosteroids. The alterations of distal lung parenchyma have been recently evaluated on asthma pathophysiology, particulary in patients with refractory asthma and difficcult to control. These patients have increased oxidative stress responses, mainly with significant activation of iNOS. Aims: We evaluated the effects of montelukast or dexamethasone treatments associated or not to an iNOS inhibitor (1400W) on eosinophilic response, extracellular matrix remodeling, oxidative stress, actin content, IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN gama, TGF beta positive cells of distal lung parenchyma in guinea pigs with chronic alergic inflammation. Methods: Guinea Pigs were inhaled with ovalbumin (OVA group) twice a week for four weeks. After 4th inhalation, GP were treated with montelukast (OVAM group-10mg/Kg/PO/day) or dexamethasone (OVAD group-5mg/Kg/IP/day). The treatment with iNOS inhibitor 1400W (OVAW group-1mg/kg/day) was given daily in the last 4 days (OVAW, OVADW and OVAMW groups). After 72 hours of 7th inhalation, GP were anesthetized, lung strips were retired and submitted to histopathological evaluation. Results: There was an increase in eosinophilic infiltrate, in the number of positive cells for IL4, IL5, TIMP1, MMP9, iNOS, IFN gama TGF beta, actin, isoprostane PGF2 alpha, elastic and collagen fiber contents in OVA animals comparing to SAL group (p<0,05). There was a decrease in the number of eosinophils, IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN gama, TGF beta positive cells, collagen, actin and isoprostane PGF2 alpha content in all treated groups compared to OVA animals (p<0.05), but the treatment with montelukast did not reduce the positive cells for IFN gama, compared to OVA (p>0.05). Elastic fiber content were reduced only in OVAMW, OVADW and OVAW groups compared to OVA animals (p<0.05). The association of 1400W and montelukast treatments potentiated the reduction of actin, elastic fibres and isoprostane PGF2 alpha contents and the number of IL4, IL5, TIMP1, IFN gama, TGF beta and iNOS positive cells compared to montelukast group (p<0.05). The treatments with 1400W and dexamethasone contributed to a greater reduction of elastic fibers, actin and isoprostane PGF2 alpha contents and the number of IL4, IL5, IFNgama and TIMP1 positive cells compared to dexamethasone group (p<0.05). Conclusions: Corticosteroid treatment associated to iNOS inhibition contributes to a greater reduction of extracellular matrix remodeling, decreases the oxidative stress, and also is efficient to attenuate the Th2 inflammatory response in distal lung parenchyma. On the other hand, montelukast treatment associated to iNOS inhibition showed a higher efficacy to reduce elastic fibres content, oxidative stress activation, actin content and IL4 and IL5 expression in distal lung parenchyma. These associations may represent future pharmacological tools for controlling distal pulmonary histopathological alterations induced by chronic inflammation

Introdução: Estima-se que 10% dos doentes com asma t€m sintomas e limita‚es importantes, como exacerba‚es freqƒentes ou redu„o persistente da fun„o respirat…ria As altera‚es do par€nquima pulmonar distal tem sido recentemente abordadas na fisiopatologia da asma. Apesar do uso de corticoster…ides, pacientes com asma refrat†ria t€m mais estresse oxidativo, assim como apresentam ativaao da iNOS. Al‡m disso, muitos dos dispositivos utilizados para administra„o de ester…ides inalat…rios geram partˆculas que n„o chegam efetivamente ‰s vias a‡reas distais e ao par€nquima pulmonar. Objetivos: Avaliamos os efeitos do tratamento com montelucaste ou dexametasona tratamentos associados ou n„o a um inibidor especˆfio da iNOS (1400W) na resposta eosinofˆlica, remodelamento da matriz extracelular, estresse oxidativo, conteŠdo de actina, c‡lulas positivas para IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN, TGF do par€nquima em cobaias com inflama„o crnica pulmonar. Métodos: As cobaias foram inaladas com ovalbumina (grupo OVA) 2X/semana por 4semanas. Ap…s a 4Ž inala„o, as cobaias foram tratadas diariamente com montelucaste (grupo OVAM 10mg/Kg/PO/dia) ou dexametasona (grupo OVAD 5mg/Kg/IP/dia). O inibidor da iNOS, 1400W (grupo OVAW 1mg/kg/dia) foi administrado intraperitonealmente nos Šltimos 4 dias (OVAW, OVADW e grupos OVAMW). Ap…s 72 horas da 7Ž inala„o, as cobaias foram anestesiadas, e os fragmentos de tecido pulmonar distal foram submetidos ‰ avalia„o histopatol…gica. Resultados: Houve um aumento no infiltrado eosinofˆlco, nas c‡lulas positivas para IL4, IL5, TIMP1, MMP9, iNOS, IFN TGF, conteŠdo de actina, isoprostano PGF2 alfa, fibras col†genas e el†sticas nos animais OVA em compara„o com animais SAL (p<0,05). Houve uma diminui„o no nŠmero de eosin…filos, c‡lulas positivas para IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN, TGF, conteŠdo de actina, col†geno e isoprostano PGF2 alfa em todos os grupos tratados em compara„o com animais OVA (p<0,05). O conteŠdo de fibras el†sticas foram reduzidas somente nos grupos OVAMW, OVADW e OVAW em compara„o com animais OVA (p<0,05). A associa„o de 1400W e o tratamento com montelucaste (grupo OVAMW) potencializou a redu„o do conteŠdo de actina, fibras el†sticas, isoprostano PGF2 alfa de c‡lulas positivas para IL4, IL5, TIMP1, IFN TGF e iNOS em rela„o ao grupo montelucaste (OVAM) (p<0,05). Os tratamentos com 1400W e dexametasona (grupo OVADW) contribuˆram para uma maior redu„o do conteŠdo das fibras el†sticas, actina e isoprostanoPGF2 alfa e o nŠmero de c‡lulas positivas para IL4, IL5, IFN e TIMP1 em rela„o ao grupo dexametasona (OVAD) (p<0,05). Conclusões: O tratamento com corticoster…ides associados ‰ inibi„o da iNOS contribuiu para uma maior redu„o da remodela„o da matriz extracelular, diminuiu o estresse oxidativo, e tamb‡m foi eficiente para atenuar a resposta inflamat…ria Th2 no par€nquima pulmonar distal. Por outro lado, o tratamento com montelucaste associado à inibição da iNOS mostrou uma maior eficácia para reduzir o teor de fibras elásticas, a ativação do estresse oxidativo, conteúdo de actina e expressão das células positivas para IL4, IL5 no parênquima pulmonar distal. Estas associações podem representar futuras ferramentas farmacológicas para o controle das alterações histopatológicas pulmonares distais induzidas pela inflamação crônica / Introduction: It is estimated that 10% of asthma patients have symptoms and important limitations such as frequent exacerbations or persistent reduction of resiratory function, despite the use of corticosteroids. The alterations of distal lung parenchyma have been recently evaluated on asthma pathophysiology, particulary in patients with refractory asthma and difficcult to control. These patients have increased oxidative stress responses, mainly with significant activation of iNOS. Aims: We evaluated the effects of montelukast or dexamethasone treatments associated or not to an iNOS inhibitor (1400W) on eosinophilic response, extracellular matrix remodeling, oxidative stress, actin content, IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN gama, TGF beta positive cells of distal lung parenchyma in guinea pigs with chronic alergic inflammation. Methods: Guinea Pigs were inhaled with ovalbumin (OVA group) twice a week for four weeks. After 4th inhalation, GP were treated with montelukast (OVAM group-10mg/Kg/PO/day) or dexamethasone (OVAD group-5mg/Kg/IP/day). The treatment with iNOS inhibitor 1400W (OVAW group-1mg/kg/day) was given daily in the last 4 days (OVAW, OVADW and OVAMW groups). After 72 hours of 7th inhalation, GP were anesthetized, lung strips were retired and submitted to histopathological evaluation. Results: There was an increase in eosinophilic infiltrate, in the number of positive cells for IL4, IL5, TIMP1, MMP9, iNOS, IFN gama TGF beta, actin, isoprostane PGF2 alpha, elastic and collagen fiber contents in OVA animals comparing to SAL group (p<0,05). There was a decrease in the number of eosinophils, IL4, IL5, MMP9, TIMP1, IFN gama, TGF beta positive cells, collagen, actin and isoprostane PGF2 alpha content in all treated groups compared to OVA animals (p<0.05), but the treatment with montelukast did not reduce the positive cells for IFN gama, compared to OVA (p>0.05). Elastic fiber content were reduced only in OVAMW, OVADW and OVAW groups compared to OVA animals (p<0.05). The association of 1400W and montelukast treatments potentiated the reduction of actin, elastic fibres and isoprostane PGF2 alpha contents and the number of IL4, IL5, TIMP1, IFN gama, TGF beta and iNOS positive cells compared to montelukast group (p<0.05). The treatments with 1400W and dexamethasone contributed to a greater reduction of elastic fibers, actin and isoprostane PGF2 alpha contents and the number of IL4, IL5, IFNgama and TIMP1 positive cells compared to dexamethasone group (p<0.05). Conclusions: Corticosteroid treatment associated to iNOS inhibition contributes to a greater reduction of extracellular matrix remodeling, decreases the oxidative stress, and also is efficient to attenuate the Th2 inflammatory response in distal lung parenchyma. On the other hand, montelukast treatment associated to iNOS inhibition showed a higher efficacy to reduce elastic fibres content, oxidative stress activation, actin content and IL4 and IL5 expression in distal lung parenchyma. These associations may represent future pharmacological tools for controlling distal pulmonary histopathological alterations induced by chronic inflammation