Orientador: Jaci Carlo Schramm Câmara Bastos. / Coorientador: Henry França Meier. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O aumento de doenças cardiovasculares possui como fator primordial e, mais comum, o aumento da pressão arterial (PA). Esta, pode gerar complicações em outros órgãos e acarretar diversas patologias, podendo levar a morte. A hipertensão é uma síndrome multifatorial, cuja maior incidência ocorre em indivíduos obesos, sedentários e consumidores em excesso de bebidas alcoólicas e sal. O corpo carotídeo (CC) é um órgão quimiorreceptor localizado na bifurcação da artéria carótida, formado de estruturas básicas chamadas glomus. Cada glomus carotídeo é constituído de células tipo 1 envoltas por células tipo 2 ou sustentaculares. Este trabalho teve como objetivo analisar as alterações morfofuncionais que ocorrem no CC, causada por hipertensão arterial induzida pelo L-NAME, um inibidor da enzima óxido nítrico sintase. Para isso, o estudo utilizou 20 ratos Wistar divididos em dois grupos: controle (C) e L-NAME (LN). Após a administração de 40mg/kg/dia de L-NAME por 45 dias, o CC foi coletado. Observou-se aumento significativo da pressão arterial a partir da segunda semana de administração de L-NAME. Análise quantitativa mostrou uma redução no número de núcleos do glomus carotídeo e o aumento na área total do órgão no grupo LN. Não foi encontrado diferença significativa no número de núcleos totais do corpo carotídeo entre os grupos. Na análise morfológica do grupo LN, observamos a formação de vacúolos nas células tipo 1 do glomus, bem como uma redução do número total de núcleos das células de cada glomus carotídeo. A análise qualitativa sugeriu um aumento no número de fibras colágenas e fibras do sistema elástico na matriz extracelular e grânulos no grupo LN. Imunomarcações com anticorpo anti VEGF e NF-kB e nNOS mostram-se aumentadas e dispersas por todo CC no grupo LN em relação ao grupo C. Além disso, marcações para Substância-P também foram observadas em maior quantidade nas células tipo 1 do grupo LN. Quanto à marcação para PGP 9.5, houve a redução desta marcação caracterizada dentro do glomus carotídeo grupo LN comparado ao grupo C. O estudo sugere que o corpo carotídeo, em resposta à hipertensão induzida pela inibição da enzima óxido nítrico sintase, gera mudanças morfofisiológicas semelhantes as encontradas em hipóxia. / The increased cardiovascular disease as the key features and, more common, increasing blood pressure (BP). This can cause complications in other organs and cause various diseases and may lead to death. Hypertension is a multifactorial syndrome, whose incidence is higher in obese, sedentary and consumers in excess alcohol and salt. The carotid body (CC) is a chemoreceptor organ located in bifurcation carotid artery, consisting of basic structures called carotid glomus. Each is made up of carotid glomus type 1 cells surrounded by sustentacular or type 2 cells. This study aimed to analyze the morphological and functional changes that occur in CC, caused by hypertension induced by L-NAME, an inhibitor of nitric oxide synthase. For that, the study used 20 rats divided into two groups: control (C) and L-NAME (LN). After administration of 40mg/kg/day L-NAME for 45 days, the CC was collected. We observed significantly increased blood pressure starting at second week of administration of L-NAME. Quantitative analysis showed a reduction in the number of cells in the carotid glomus and an increase in the total area of the body in the LN group. No significant difference was found in the nuclei total number in carotid body between the groups. In the morphological analysis of the LN group, we observed the formation of vacuoles in type 1 glomus cells, as well as a reduction in the total number of nuclei of cells from each carotid glomus. The qualitative analysis suggested an increase in collagen and elastic system fibers in the extracellular matrix and cytoplasmic granules in LN group. Immunostainings with anti-VEGF and NFkappa- B and nNOS show was increase and dispersed in the LN group than in group C. In addition, appointments for P substance were also obeservado in greater amounts in type 1 cells of the LN group. The marking for PGP 9.5, there was a reduction of this marking characterized in carotid glomus LN group compared with group C. The study suggests that the carotid body, in response to hypertension induced by inhibition of nitric oxide synthase, produces morphophysiological changes similar to those found in hypoxia.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O aumento de doenças cardiovasculares possui como fator primordial e, mais comum, o aumento da pressão arterial (PA). Esta, pode gerar complicações em outros órgãos e acarretar diversas patologias, podendo levar a morte. A hipertensão é uma síndrome multifatorial, cuja maior incidência ocorre em indivíduos obesos, sedentários e consumidores em excesso de bebidas alcoólicas e sal. O corpo carotídeo (CC) é um órgão quimiorreceptor localizado na bifurcação da artéria carótida, formado de estruturas básicas chamadas glomus. Cada glomus carotídeo é constituído de células tipo 1 envoltas por células tipo 2 ou sustentaculares. Este trabalho teve como objetivo analisar as alterações morfofuncionais que ocorrem no CC, causada por hipertensão arterial induzida pelo L-NAME, um inibidor da enzima óxido nítrico sintase. Para isso, o estudo utilizou 20 ratos Wistar divididos em dois grupos: controle (C) e L-NAME (LN). Após a administração de 40mg/kg/dia de L-NAME por 45 dias, o CC foi coletado. Observou-se aumento significativo da pressão arterial a partir da segunda semana de administração de L-NAME. Análise quantitativa mostrou uma redução no número de núcleos do glomus carotídeo e o aumento na área total do órgão no grupo LN. Não foi encontrado diferença significativa no número de núcleos totais do corpo carotídeo entre os grupos. Na análise morfológica do grupo LN, observamos a formação de vacúolos nas células tipo 1 do glomus, bem como uma redução do número total de núcleos das células de cada glomus carotídeo. A análise qualitativa sugeriu um aumento no número de fibras colágenas e fibras do sistema elástico na matriz extracelular e grânulos no grupo LN. Imunomarcações com anticorpo anti VEGF e NF-kB e nNOS mostram-se aumentadas e dispersas por todo CC no grupo LN em relação ao grupo C. Além disso, marcações para Substância-P também foram observadas em maior quantidade nas células tipo 1 do grupo LN. Quanto à marcação para PGP 9.5, houve a redução desta marcação caracterizada dentro do glomus carotídeo grupo LN comparado ao grupo C. O estudo sugere que o corpo carotídeo, em resposta à hipertensão induzida pela inibição da enzima óxido nítrico sintase, gera mudanças morfofisiológicas semelhantes as encontradas em hipóxia. / The increased cardiovascular disease as the key features and, more common, increasing blood pressure (BP). This can cause complications in other organs and cause various diseases and may lead to death. Hypertension is a multifactorial syndrome, whose incidence is higher in obese, sedentary and consumers in excess alcohol and salt. The carotid body (CC) is a chemoreceptor organ located in bifurcation carotid artery, consisting of basic structures called carotid glomus. Each is made up of carotid glomus type 1 cells surrounded by sustentacular or type 2 cells. This study aimed to analyze the morphological and functional changes that occur in CC, caused by hypertension induced by L-NAME, an inhibitor of nitric oxide synthase. For that, the study used 20 rats divided into two groups: control (C) and L-NAME (LN). After administration of 40mg/kg/day L-NAME for 45 days, the CC was collected. We observed significantly increased blood pressure starting at second week of administration of L-NAME. Quantitative analysis showed a reduction in the number of cells in the carotid glomus and an increase in the total area of the body in the LN group. No significant difference was found in the nuclei total number in carotid body between the groups. In the morphological analysis of the LN group, we observed the formation of vacuoles in type 1 glomus cells, as well as a reduction in the total number of nuclei of cells from each carotid glomus. The qualitative analysis suggested an increase in collagen and elastic system fibers in the extracellular matrix and cytoplasmic granules in LN group. Immunostainings with anti-VEGF and NFkappa- B and nNOS show was increase and dispersed in the LN group than in group C. In addition, appointments for P substance were also obeservado in greater amounts in type 1 cells of the LN group. The marking for PGP 9.5, there was a reduction of this marking characterized in carotid glomus LN group compared with group C. The study suggests that the carotid body, in response to hypertension induced by inhibition of nitric oxide synthase, produces morphophysiological changes similar to those found in hypoxia.

Procurou-se confirmar a existência de alterações estruturais em corpos carotídeos de ratos expostos à hiperóxia que pudessem explicar a atenuação da resposta fisiológica à hipóxia nessas condições descrita na literatura. Também testamos a hipótese de haver um desvio de fluxo sanguíneo para os capilares intraglômicos em situações de hiperoxigenação hiperbárica.15 ratos machos Wistar adultos foram divididos em 3 grupos e expostos a 2,4 ATA por 6 horas, a 3,0 ATA por 6 horas e a ar ambiente (grupo controle). Os resultados obtidos através de análise histológica e morfométrica mostraram: a) nenhuma alteração da arquitetura dos corpos carotídeos, mas as células expostas à dose mais elevada apresentaram-se com citoplasma desarranjado, confirmado pela microscopia eletrônica; b) um aumento significativo da densidade volumétrica de capilares preenchidos por hemácias, mas não do estroma intersticial, no grupo exposto à dose mais elevada de O2 c) uma vasoconstricção significativa das arteríolas maiores em todas as doses de oxigênio empregadas no estudo e das arteríolas menores na dose mais elevada de O2; d) variações significativas na proporção das variantes de células glômicas no grupo exposto a menor dose de O2; e) mitocôndrias com poucas cristas, tanto nas células glômicas quanto nas terminações nervosas, embora nas primeiras apresentem-se bem deformadas; f) proliferação membranosa citoplasmática com aumento de REG e Golgi nas células glômicas e sustentaculares. Esses resultados sugerem um desvio do fluxo dos vasos mais calibrosos em direção aos capilares intraglômicos, confirmando nossa hipótese inicial e indicam que o oxigênio, dependendo da dose utilizada, exerce um efeito tóxico importante sobre os corpos carotídeos, com alterações significativas da ultraestrutura das células glômicas e terminações nervosas. / We sough to confirm the existence of structural alterations in rat carotid bodies exposed to hyperoxia that could explain the attenuation of the ventilatory hypoxic drive (HD) by hyperoxic conditions described in the literature. We also tested the hypothesis of there being a deviation of blood flow toward intraglomic capillaries in situations of hyperbaric oxygenation (HBO).15 adult male Wistar rats were divided in 3 groups and exposed to O2 at 2.4 ATA for 6 hours, at 3.0 ATA for 6 hours and to air at 1.0 ATA (control group). The results obtained through histological and morphometric analysis showed: a) no alteration in the architecture of the carotid bodies, but the cytoplasm of the cells exposed to the highest dose were disarranged, a feature confirmed by electron microscopy; b) a significant increase in volume density of capillaries filled out by red blood cells but not of interstitial stroma in the group exposed to O2 at the highest dose; c) a significant vasoconstriction of larger arterioles in all doses of oxygen employed in the study and of smaller arterioles at the highest dose of O2; d) significant variations in the proportion of glomic cell variants in the group exposed to the lowest dose of O2; e) mitochondria with few cristae, so in glomic cells as in nerve-endings, although in the former they were very deformed; f) cytoplasmic membranous proliferation with an increase of endoplasmic reticulum and Golgi apparatus in glomic and sustentacular cells. These results suggest a deviation of blood flow from more calibrated vessel toward intraglomic capillaries, confirming our initial hypothesis and indicate that oxygen, depending on the dose used, exerts an important toxic effect on rat carotid body with significant alterations of glomic cell and nerve-endings ultrastructure.

A insuficiência cardíaca (IC) é o estágio final de diversas patologias cardíacas e apresenta alta morbimortalidade. Dentre as causas, estão os efeitos cardiotóxicos em pacientes tratados com doxorrubicina (Dox). A fisiopatologia da IC apresenta aumento da atividade barorreflexa e marcada hiperatividade simpática (HS), estado compensatório à redução do débito cardíaco. Porém, a HS prolongada culmina em alterações deletérias para o sistema cardiovascular (SC) com piora do quadro de sintomas. Atualmente muito se discute sobre o papel dos corpúsculos carotídeos (CC) na fisiopatologia da IC devido ao seu reflexo simpatotônico e a melhora de pacientes portadores de IC após a remoção dos CC. O nosso objetivo foi avaliar a influência do CC na evolução da IC induzida pela DOX. Para tal, 35 ratos Wistar machos foram dispostos em 4 grupos: controle Salina (CSAL; n=7) e Controle Dox (CDOX; n=12), Desnervado Salina (DSAL; n=4) e Desnervado Doxo (DDOX; n=12). A desnervação consistiu na ressecção do nervo sinusal bilateral prévia à administração de Dox; a indução da IC ocorreu através de 6 aplicações de Dox, na dose de 2.5mg/kg, pela via IP a cada 4 dias. Após 15 dias do término da indução, os animais foram avaliados pelo ecocardiograma e canulados para registro de pressão arterial invasiva e avaliação hemodinâmica, autonômica, barorreflexa e quimiorreflexa. A análise dos resultados mostra que o grupo CDOX apresentou redução do peso corporal, da sensibilidade baro e quimiorreflexa, hiperatividade simpática acompanhada de redução vagal, redução da morfologia cardíaca associada à disfunção diastólica e sistólica e redução do peso bruto cardíaco e ventricular. A desnervação não foi capaz de reverter os efeitos deletérios causados pela Dox, inclusive a desnervação acentuou a disfunção diastólica e sistólica induzida pela Dox. Concluiu-se que a desnervação carotídea não foi eficiente em melhorar a insuficiência cardíaca induzida pela Dox no modelo experimental proposto / Heart failure (HF) is the final stage of several cardiac pathologies and results in high morbimortality. Among the causes, we can mention the cardiotoxic effects in patients treated with doxorubicin (Dox). The pathophysiology of HF has increased baroreflex activity and marked sympathetic hyperactivity (HS), a compensatory state to the reduction of cardiac output. However, prolonged HS results in worsening of the symptoms. Currently, the role of carotid corpuscles (CC) in the pathophysiology of HF is discussed due improvement of sympathetic reflex presents in patients with HF after CC removal. The objective of this study was to evaluate the influence of CC on the evolution of HF induced by DOX for this method 35 Male Wistar rats arranged in 4 groups: Salina control (CSAL; n = 7) and Dox Control (CDOX; n = 12) Salina Denerved (DSAL; n = 4) and Dox Denerved (DDOX; n = 12). A denervation consisted of bilateral sinus nerve resection prior to Dox administration, induction of HF through 6 Dox applications at a dose of 2.5mg / kg, via IP every 4 days. After 15 days of the end of the induction, the animals were evaluated by echocardiogram and cannulated to record invasive blood pressure and hemodynamic, autonomic, baroreflex and chemorreflex evaluation. Our experiment demonstrated that the CDOX group had reduction of body weight, baro and chemoreflex sensitivity, sympathetic hyperactivity accompanied by vagal reduction, reduction of cardiac morphology associated with diastolic and systolic dysfunction and reduction of gross cardiac and ventricular weight. The denervation is not able to reverse the deleterious effects caused by Dox, including denervation accentuated by Dox-induced diastolic and systolic dysfunction. Based on our results on a carotid denervation it was not effective in improving heart failure induced by Dox

Procurou-se confirmar a existência de alterações estruturais em corpos carotídeos de ratos expostos à hiperóxia que pudessem explicar a atenuação da resposta fisiológica à hipóxia nessas condições descrita na literatura. Também testamos a hipótese de haver um desvio de fluxo sanguíneo para os capilares intraglômicos em situações de hiperoxigenação hiperbárica.15 ratos machos Wistar adultos foram divididos em 3 grupos e expostos a 2,4 ATA por 6 horas, a 3,0 ATA por 6 horas e a ar ambiente (grupo controle). Os resultados obtidos através de análise histológica e morfométrica mostraram: a) nenhuma alteração da arquitetura dos corpos carotídeos, mas as células expostas à dose mais elevada apresentaram-se com citoplasma desarranjado, confirmado pela microscopia eletrônica; b) um aumento significativo da densidade volumétrica de capilares preenchidos por hemácias, mas não do estroma intersticial, no grupo exposto à dose mais elevada de O2 c) uma vasoconstricção significativa das arteríolas maiores em todas as doses de oxigênio empregadas no estudo e das arteríolas menores na dose mais elevada de O2; d) variações significativas na proporção das variantes de células glômicas no grupo exposto a menor dose de O2; e) mitocôndrias com poucas cristas, tanto nas células glômicas quanto nas terminações nervosas, embora nas primeiras apresentem-se bem deformadas; f) proliferação membranosa citoplasmática com aumento de REG e Golgi nas células glômicas e sustentaculares. Esses resultados sugerem um desvio do fluxo dos vasos mais calibrosos em direção aos capilares intraglômicos, confirmando nossa hipótese inicial e indicam que o oxigênio, dependendo da dose utilizada, exerce um efeito tóxico importante sobre os corpos carotídeos, com alterações significativas da ultraestrutura das células glômicas e terminações nervosas. / We sough to confirm the existence of structural alterations in rat carotid bodies exposed to hyperoxia that could explain the attenuation of the ventilatory hypoxic drive (HD) by hyperoxic conditions described in the literature. We also tested the hypothesis of there being a deviation of blood flow toward intraglomic capillaries in situations of hyperbaric oxygenation (HBO).15 adult male Wistar rats were divided in 3 groups and exposed to O2 at 2.4 ATA for 6 hours, at 3.0 ATA for 6 hours and to air at 1.0 ATA (control group). The results obtained through histological and morphometric analysis showed: a) no alteration in the architecture of the carotid bodies, but the cytoplasm of the cells exposed to the highest dose were disarranged, a feature confirmed by electron microscopy; b) a significant increase in volume density of capillaries filled out by red blood cells but not of interstitial stroma in the group exposed to O2 at the highest dose; c) a significant vasoconstriction of larger arterioles in all doses of oxygen employed in the study and of smaller arterioles at the highest dose of O2; d) significant variations in the proportion of glomic cell variants in the group exposed to the lowest dose of O2; e) mitochondria with few cristae, so in glomic cells as in nerve-endings, although in the former they were very deformed; f) cytoplasmic membranous proliferation with an increase of endoplasmic reticulum and Golgi apparatus in glomic and sustentacular cells. These results suggest a deviation of blood flow from more calibrated vessel toward intraglomic capillaries, confirming our initial hypothesis and indicate that oxygen, depending on the dose used, exerts an important toxic effect on rat carotid body with significant alterations of glomic cell and nerve-endings ultrastructure.

A insuficiência cardíaca (IC) é o estágio final de diversas patologias cardíacas e apresenta alta morbimortalidade. Dentre as causas, estão os efeitos cardiotóxicos em pacientes tratados com doxorrubicina (Dox). A fisiopatologia da IC apresenta aumento da atividade barorreflexa e marcada hiperatividade simpática (HS), estado compensatório à redução do débito cardíaco. Porém, a HS prolongada culmina em alterações deletérias para o sistema cardiovascular (SC) com piora do quadro de sintomas. Atualmente muito se discute sobre o papel dos corpúsculos carotídeos (CC) na fisiopatologia da IC devido ao seu reflexo simpatotônico e a melhora de pacientes portadores de IC após a remoção dos CC. O nosso objetivo foi avaliar a influência do CC na evolução da IC induzida pela DOX. Para tal, 35 ratos Wistar machos foram dispostos em 4 grupos: controle Salina (CSAL; n=7) e Controle Dox (CDOX; n=12), Desnervado Salina (DSAL; n=4) e Desnervado Doxo (DDOX; n=12). A desnervação consistiu na ressecção do nervo sinusal bilateral prévia à administração de Dox; a indução da IC ocorreu através de 6 aplicações de Dox, na dose de 2.5mg/kg, pela via IP a cada 4 dias. Após 15 dias do término da indução, os animais foram avaliados pelo ecocardiograma e canulados para registro de pressão arterial invasiva e avaliação hemodinâmica, autonômica, barorreflexa e quimiorreflexa. A análise dos resultados mostra que o grupo CDOX apresentou redução do peso corporal, da sensibilidade baro e quimiorreflexa, hiperatividade simpática acompanhada de redução vagal, redução da morfologia cardíaca associada à disfunção diastólica e sistólica e redução do peso bruto cardíaco e ventricular. A desnervação não foi capaz de reverter os efeitos deletérios causados pela Dox, inclusive a desnervação acentuou a disfunção diastólica e sistólica induzida pela Dox. Concluiu-se que a desnervação carotídea não foi eficiente em melhorar a insuficiência cardíaca induzida pela Dox no modelo experimental proposto / Heart failure (HF) is the final stage of several cardiac pathologies and results in high morbimortality. Among the causes, we can mention the cardiotoxic effects in patients treated with doxorubicin (Dox). The pathophysiology of HF has increased baroreflex activity and marked sympathetic hyperactivity (HS), a compensatory state to the reduction of cardiac output. However, prolonged HS results in worsening of the symptoms. Currently, the role of carotid corpuscles (CC) in the pathophysiology of HF is discussed due improvement of sympathetic reflex presents in patients with HF after CC removal. The objective of this study was to evaluate the influence of CC on the evolution of HF induced by DOX for this method 35 Male Wistar rats arranged in 4 groups: Salina control (CSAL; n = 7) and Dox Control (CDOX; n = 12) Salina Denerved (DSAL; n = 4) and Dox Denerved (DDOX; n = 12). A denervation consisted of bilateral sinus nerve resection prior to Dox administration, induction of HF through 6 Dox applications at a dose of 2.5mg / kg, via IP every 4 days. After 15 days of the end of the induction, the animals were evaluated by echocardiogram and cannulated to record invasive blood pressure and hemodynamic, autonomic, baroreflex and chemorreflex evaluation. Our experiment demonstrated that the CDOX group had reduction of body weight, baro and chemoreflex sensitivity, sympathetic hyperactivity accompanied by vagal reduction, reduction of cardiac morphology associated with diastolic and systolic dysfunction and reduction of gross cardiac and ventricular weight. The denervation is not able to reverse the deleterious effects caused by Dox, including denervation accentuated by Dox-induced diastolic and systolic dysfunction. Based on our results on a carotid denervation it was not effective in improving heart failure induced by Dox