A sepse é caracterizada por um desequilíbrio entre a resposta pró- e anti-inflamatória às infecções. Um dos principais componentes da resposta do hospedeiro no choque séptico são as interações recíprocas entre o sistema imune e o sistema nervoso central, desta forma o objetivo deste estudo foi investigar o desenvolvimento de alterações neurológicas e sua associação com alterações imunológicas em fases iniciais e tardias após a sepse por ligação e perfuração cecal (CLP). Dividimos em três experimentos: agudo, crônico e efeito da ACh na evolução tardia da sepse. No experimento agudo utilizamos camundongos Balb/c, induzimos sepse por CLP em diferentes gravidades (leve, moderado e grave), 6 horas após o CLP foi realizado teste comportamental SHIRPA e logo após os animais foram sacrificados. No experimento crônico os camundongos Balb/c foram submetidos ao CLP leve, o SHIRPA foi realizado 6 horas e 15 dias após o CLP e os animais foram sacrificados 15 dias após o CLP. No experimento dos efeitos da ACh utilizamos camundongos Balb/c que receberam a droga donepezila (5 mg/kg/dia, oralmente) sete dias antes do CLP leve até o dia do sacrifício e os camundongos homozigotos mutantes VAChT KD também submetidos ao CLP leve. O teste comportamental SHIRPA foi realizado 6 horas após o CLP e os animais sacríficos 15 dias após o CLP. O plasma, o baço e o hipocampo foram removidos em todos os experimentos. Os níveis do S100? foram medidos no plasma. Os baços foram pesados, e por citometria de fluxo foi caracterizado os linfócitos (linfócitos T citotóxicos, linfócitos T auxiliares, linfócitos B, células T reguladoras e células Th17) e morte celular (Apoptose inicial, necrose e apoptose tardia). Os níveis de citocinas no baço, hipocampo e plasma foram determinados por ELISA. Nossos resultados mostram que no experimento agudo, 6 horas após o CLP a encefalopatia é diferente dependendo da gravidade da sepse, e o perfil de linfócitos no baço não é alterado por nenhuma gravidade da sepse. No entanto, a ativação de células do baço foi indicada no nosso estudo por variações na quantidade de citocinas no baço. No experimento crônico observamos que 15 dias após o CLP os animais apresentam encefalopatia séptica, e esta está correlacionada com a diferenciação e morte celular de linfócitos do baço, o que leva a um alto perfil imunossupressor. No experimento da ACh mostramos que a estimulação da transmissão colinérgica, utilizando donepezila, diminui a inflamação, por aumentar linfócitos, morte linfocitária e diminuir citocinas pró-inflamatória. E, ao contrário, a diminuição da transmissão colinérgica, experimento VAChT KD, observouse uma diminuição de linfócitos, sem morte celular e aumento da inflamação. Desta forma, concluímos que a alteração neurológica nos animais com sepse está associada com as alterações imunológicas tardias e que a ACh tem um importante papel no perfil imunológico 15 dias após o CLP / Sepsis is characterized by an imbalance between pro- and anti-inflammatory responses to infection. One of the main components of the host response in septic shock are the reciprocal interactions between the immune system and the central nervous system, so the aim of this study was to investigate the development of neurological disorders and their association with immunological changes in early and late stages after sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We divided in three experiments: acute, chronic and chronic ACh. In acute experiment we use Balb/c mice, induce sepsis by CLP in different severities (mild, moderate and severe), 6 hours after CLP was conducted behavioral test SHIRPA and after the animals were sacrificed. In the chronic experiment Balb/c mice were subjected to CLP mild, the SHIRPA was performed 6 hours and 15 days after CLP, and animals were sacrificed 15 days after CLP. In chronic ACh experiment use Balb/c mice that received the drug Donepezil (5 mg/kg/day, orally) seven days before the CLP mild until the day of sacrifice and use too mice homozygous mutants KD VAChT also submitted to CLP mild. The SHIRPA behavioral test was performed 6 hours after CLP and the animals were sacrificed 15 days after CLP. The plasma, spleen and hippocampus were removed in all experiments. The levels of S100? were measured in plasma. The spleens were weighed, and flow cytometry was characterized lymphocytes (cytotoxic T lymphocytes, helper T lymphocytes, B lymphocytes, regulatory T cells and Th17 cells) and cell death (apoptosis initial, necrosis and DNA fragmentation). Cytokine levels in the spleen, hippocampus and plasma were determined by ELISA. Our results show that in the acute experiment, 6 hours after CLP encephalopathy is different depending on the severity of sepsis, since the profile of the spleen lymphocytes is not changed by any severity of sepsis. However, the spleen cell activation was shown in this study by variations in the quantity of cytokines in the spleen. In the chronic experiment we observed that 15 days after CLP animals have septic encephalopathy, and this correlates with cell differentiation and the death of spleen lymphocytes, which leads to a high immunosuppressive profile. Since in the chronic ACh experiment have shown that stimulation of cholinergic transmission, using donepezil, reduces inflammation by increasing lymphocytes, lymphocyte death and decreasing proinflammatory cytokine. And, conversely, the reduction in cholinergic transmission, KD VAChT experiment, we observed a decrease of lymphocytes, and increase cell death without inflammation. Thus, we conclude that the neurological deficits in animals with sepsis is associated with immunological late changes and ACh plays an important role in the immune profile 15 days after CLP

A sepse é caracterizada por um desequilíbrio entre a resposta pró- e anti-inflamatória às infecções. Um dos principais componentes da resposta do hospedeiro no choque séptico são as interações recíprocas entre o sistema imune e o sistema nervoso central, desta forma o objetivo deste estudo foi investigar o desenvolvimento de alterações neurológicas e sua associação com alterações imunológicas em fases iniciais e tardias após a sepse por ligação e perfuração cecal (CLP). Dividimos em três experimentos: agudo, crônico e efeito da ACh na evolução tardia da sepse. No experimento agudo utilizamos camundongos Balb/c, induzimos sepse por CLP em diferentes gravidades (leve, moderado e grave), 6 horas após o CLP foi realizado teste comportamental SHIRPA e logo após os animais foram sacrificados. No experimento crônico os camundongos Balb/c foram submetidos ao CLP leve, o SHIRPA foi realizado 6 horas e 15 dias após o CLP e os animais foram sacrificados 15 dias após o CLP. No experimento dos efeitos da ACh utilizamos camundongos Balb/c que receberam a droga donepezila (5 mg/kg/dia, oralmente) sete dias antes do CLP leve até o dia do sacrifício e os camundongos homozigotos mutantes VAChT KD também submetidos ao CLP leve. O teste comportamental SHIRPA foi realizado 6 horas após o CLP e os animais sacríficos 15 dias após o CLP. O plasma, o baço e o hipocampo foram removidos em todos os experimentos. Os níveis do S100? foram medidos no plasma. Os baços foram pesados, e por citometria de fluxo foi caracterizado os linfócitos (linfócitos T citotóxicos, linfócitos T auxiliares, linfócitos B, células T reguladoras e células Th17) e morte celular (Apoptose inicial, necrose e apoptose tardia). Os níveis de citocinas no baço, hipocampo e plasma foram determinados por ELISA. Nossos resultados mostram que no experimento agudo, 6 horas após o CLP a encefalopatia é diferente dependendo da gravidade da sepse, e o perfil de linfócitos no baço não é alterado por nenhuma gravidade da sepse. No entanto, a ativação de células do baço foi indicada no nosso estudo por variações na quantidade de citocinas no baço. No experimento crônico observamos que 15 dias após o CLP os animais apresentam encefalopatia séptica, e esta está correlacionada com a diferenciação e morte celular de linfócitos do baço, o que leva a um alto perfil imunossupressor. No experimento da ACh mostramos que a estimulação da transmissão colinérgica, utilizando donepezila, diminui a inflamação, por aumentar linfócitos, morte linfocitária e diminuir citocinas pró-inflamatória. E, ao contrário, a diminuição da transmissão colinérgica, experimento VAChT KD, observouse uma diminuição de linfócitos, sem morte celular e aumento da inflamação. Desta forma, concluímos que a alteração neurológica nos animais com sepse está associada com as alterações imunológicas tardias e que a ACh tem um importante papel no perfil imunológico 15 dias após o CLP / Sepsis is characterized by an imbalance between pro- and anti-inflammatory responses to infection. One of the main components of the host response in septic shock are the reciprocal interactions between the immune system and the central nervous system, so the aim of this study was to investigate the development of neurological disorders and their association with immunological changes in early and late stages after sepsis by cecal ligation and puncture (CLP). We divided in three experiments: acute, chronic and chronic ACh. In acute experiment we use Balb/c mice, induce sepsis by CLP in different severities (mild, moderate and severe), 6 hours after CLP was conducted behavioral test SHIRPA and after the animals were sacrificed. In the chronic experiment Balb/c mice were subjected to CLP mild, the SHIRPA was performed 6 hours and 15 days after CLP, and animals were sacrificed 15 days after CLP. In chronic ACh experiment use Balb/c mice that received the drug Donepezil (5 mg/kg/day, orally) seven days before the CLP mild until the day of sacrifice and use too mice homozygous mutants KD VAChT also submitted to CLP mild. The SHIRPA behavioral test was performed 6 hours after CLP and the animals were sacrificed 15 days after CLP. The plasma, spleen and hippocampus were removed in all experiments. The levels of S100? were measured in plasma. The spleens were weighed, and flow cytometry was characterized lymphocytes (cytotoxic T lymphocytes, helper T lymphocytes, B lymphocytes, regulatory T cells and Th17 cells) and cell death (apoptosis initial, necrosis and DNA fragmentation). Cytokine levels in the spleen, hippocampus and plasma were determined by ELISA. Our results show that in the acute experiment, 6 hours after CLP encephalopathy is different depending on the severity of sepsis, since the profile of the spleen lymphocytes is not changed by any severity of sepsis. However, the spleen cell activation was shown in this study by variations in the quantity of cytokines in the spleen. In the chronic experiment we observed that 15 days after CLP animals have septic encephalopathy, and this correlates with cell differentiation and the death of spleen lymphocytes, which leads to a high immunosuppressive profile. Since in the chronic ACh experiment have shown that stimulation of cholinergic transmission, using donepezil, reduces inflammation by increasing lymphocytes, lymphocyte death and decreasing proinflammatory cytokine. And, conversely, the reduction in cholinergic transmission, KD VAChT experiment, we observed a decrease of lymphocytes, and increase cell death without inflammation. Thus, we conclude that the neurological deficits in animals with sepsis is associated with immunological late changes and ACh plays an important role in the immune profile 15 days after CLP

Made available in DSpace on 2016-04-04T12:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 renata_miranda_ioc_mest_2010.pdf: 1540779 bytes, checksum: ed5637a56005999345454b46aebe42fb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A sepse e síndrome de disfunção orgânica múltipla representam um problema clínico de alta relevância, principalmente devido a sua grande incidência em pacientes críticos e aos seus altos índices de mortalidade. Apesar de medidas terapêuticas terem sido capazes de diminuir a mortalidade, observamos que muitos sobreviventes a sepse não são capazes de retomar suas atividades usuais. Estudos experimentais em animais são uma ferramenta importante para o estudo da fisiopatologia e da terapêutica da sepse. A encefalopatia associada à sepse (EAS) é muitas vezes a primeira disfunção orgânica a se manifestar. Clinicamente pode se apresentar como sonolência, agitação, delírium e coma. A presença da EAS está associado a maior mortalidade e pior prognóstico. Muitos pacientes apresentam dano cognitivo a médio e longo prazo que pode ser irreversível. Neste trabalho, padronizamos o modelo de injeção de fezes intraperitoneal em camundongos Swiss para facilitar o estudo da EAS. No modelo utilizado podemos caracterizar o choque com queda da pressão arterial 6 e 24h após a indução da sepse, disfunção metabólica caracterizada pelo aumento de lactato, disfunção hepática e renal com aumento de uréia, creatinina, TGO e TGP em 24h. a resposta inflamatória foi caracterizada pelo aumento de citocinas plasmática e no líquido peritoneal. IL-6 e MIP-1\03B1 aumentaram em 6h e24h tanto no plasma quanto no líquido peritoneal. IL-1\03B2, citocina de liberação precoce, teve aumento no plasma nas primeiras 6h. Leucócitos totais, mononucleares e neutrófilos mais evidente em 24h. Dano cognitivo foi verificado em animais sobreviventes após 10 dias do insulto da sepse Observamos aumento no consumo de oxigênio pelo córtex cerebral em 6h e seguido de queda em 24h. Houve aumento na captação de glicose pelo cérebro tanto em 6h e 24h. Aumento no dano oxidativo foi verificado a partir do aumento de TBARS em 6h nas regiões pré frontal, estriado, córtex e cerebelo. Concluímos que o modelo de injeção de fezes intraperitoneal é capaz de reproduzir a sepse clínica nos aspectos inflamatórios e de disfunção orgânica. O modelo também foi capaz de reproduzir a EAS com dano cognitivo, alterações no consumo de oxigênio pela mitocôndria, no metabolismo da glicose e de estresse oxidativo no cérebro. Mudanças no metabolismo energético, associado a aumento no consumo de glicose pelo córtex cerebral, além da resposta inflamatória propiciaram o estresse oxidativo. O conjunto de alterações observadas pode justificar o desenvolvimento de danos cognitivo persistente observado tanto neste modelo quanto na clínica / Sepsis and multiple organ dys function syndrome represent a clinical problem of great importance, mainly due to its high incidence in critical patients and its high mortality. Although therapeutic measures have been able to reduce mortality, many sepsis survivors are not able to regain their usual activities. Experimental trials in animals are an important tool to study the pathophysiology and the treatment of sepsis. The sepsis associated encephalopathy is often the first organ dysfunction to arise. Clinically it may present as drowsin ess, agitation, delirium and coma. The presence of sepsis associated encephalopathy is associated with increased mortality and worse prognosis. Many patients persist with cognitive impairment that may be irreversible. In this study, we establishe d a model of abdominal sepsis in mice that facilitates the study of sepsis associated encephalopathy. From this model we detected cognitive impairment on the animals that survived sepsis, and acute changes related to sepsis associated encephalopathy as mit ochondrial dysfunction, metabolic changes and oxidative damage. This model is characterized by the drop of blood pressure 6 and 24h after induction of sepsis, increased blood lactate and increased urea, creatinine, AST and ALT at 24 hours. Inflamation was characterized by increased inflammatory cytokines in plasma and peritoneal fluid. IL - 6 and MIP - 1α increased at 6h and 24h in both plasma and peritoneal fluid. IL - 1β, an early release cytokine, was increased in plasma on the first 6h. Total leukocytes, mon onuclear cells and neutrophils decreased in plasma during the first 6 hours with a tendency to recovery at 24 hours. Peritoneal fluid leukocytes, mononuclear cells and neutrophils increased markebly at 24h. We observed an increase in oxygen consumption by cerebral cortex in 6 h and then decreased at 24 hours. There was an increase in glucose uptake by the brain in both 6h and 24h. Oxidative damage was assessed by the increase of TBARS in 6h at the pre frontal regions, nucleus striatum, cortex and cerebellu m. Cognitive impairment was observed in animals that survived 10 days after the insult of sepsis. We conclude that this model was able to reproduce inflammatory aspects and organ dysfunction observed in sepsis. The model was also able to reproduce sepsis associated encephalopathy and changes in cognitive damage, oxygen consumption, glucose metabolism and oxidative damage. Bioenergetic damage associated with high glucose uptake and inflammatory response leaded to oxidative damage. These acute changes may be responsible for the cognitive damage observed at this model and on clinical practice.

Dentre as manifestações clínicas observadas em pacientes sépticos, as disfunções neurológicas são, provavelmente, as de fisiopatologia mais obscura e pobremente explorada, o que consequentemente as torna de difícil entendimento e tratamento médico. Adicionalmente, estudos epidemiológicos indicam que a síndrome séptica é mais frequente e mais letal em pacientes idosos. Nesse contexto, este trabalho objetivou comparar os efeitos da sepse, induzida pelo modelo de ligadura e perfuração cecal, no encéfalo de ratos jovens e idosos por meio da análise da expressão gênica de larga escala (transcriptoma), a fim de averiguar como as alterações no padrão de expressão podem estar relacionadas a disfunções neurológicas. Os resultados deste estudo indicaram a diminuição da expressão dos genes Bcl-3, S100A8 e uridina fosforilase 1, bem como o aumento da expressão de Stefin A3, sendo tais efeitos característicos das manifestações comuns da sepse no sistema nervoso central, independentemente da idade dos animais; por outro lado, a diminuição da expressão do gene da haptoglobina foi observada apenas nos animais idosos com sepse. De forma geral, na comparação entre animais idosos e jovens, os resultados desta pesquisa apontaram que animais idosos apresentam uma quantidade menor de genes modificados pela sepse, o que sugere menor capacidade de ativar mecanismos neuroprotetores / Among the clinical manifestations observed in septic patients, the neurological dysfunctions are probably the most obscure and poorly explored pathophysiology, which consequently makes them difficult to understand and to treat. Additionally, epidemiological studies indicate that septic syndrome is more frequent and more lethal in elderly patients. In this context, this article is aimed at comparing the effects of sepsis, induced by the ligature model and cecal perforation, on the brain of young and elderly rats by means of the analysis of the large scale gene expression (transcriptome), in order to investigate how the changes in this expression may be related to neurological dysfunctions. The results of this study indicated decreased expression of the Bcl-3, S100A8 and uridine phosphorylase 1 genes, as well as increased expression of Stefin A3, these effects being characteristic of the common manifestations of central nervous system sepsis regardless of the age of the animals; on the other hand, decreased haptoglobin gene expression was observed only in the elderly animals with sepsis. In general, in the comparison between old and young animals, the results of this research indicated that elderly animals present a smaller amount of genes modified by sepsis, which suggests a smaller capacity to activate neuroprotective mechanisms

Dentre as manifestações clínicas observadas em pacientes sépticos, as disfunções neurológicas são, provavelmente, as de fisiopatologia mais obscura e pobremente explorada, o que consequentemente as torna de difícil entendimento e tratamento médico. Adicionalmente, estudos epidemiológicos indicam que a síndrome séptica é mais frequente e mais letal em pacientes idosos. Nesse contexto, este trabalho objetivou comparar os efeitos da sepse, induzida pelo modelo de ligadura e perfuração cecal, no encéfalo de ratos jovens e idosos por meio da análise da expressão gênica de larga escala (transcriptoma), a fim de averiguar como as alterações no padrão de expressão podem estar relacionadas a disfunções neurológicas. Os resultados deste estudo indicaram a diminuição da expressão dos genes Bcl-3, S100A8 e uridina fosforilase 1, bem como o aumento da expressão de Stefin A3, sendo tais efeitos característicos das manifestações comuns da sepse no sistema nervoso central, independentemente da idade dos animais; por outro lado, a diminuição da expressão do gene da haptoglobina foi observada apenas nos animais idosos com sepse. De forma geral, na comparação entre animais idosos e jovens, os resultados desta pesquisa apontaram que animais idosos apresentam uma quantidade menor de genes modificados pela sepse, o que sugere menor capacidade de ativar mecanismos neuroprotetores / Among the clinical manifestations observed in septic patients, the neurological dysfunctions are probably the most obscure and poorly explored pathophysiology, which consequently makes them difficult to understand and to treat. Additionally, epidemiological studies indicate that septic syndrome is more frequent and more lethal in elderly patients. In this context, this article is aimed at comparing the effects of sepsis, induced by the ligature model and cecal perforation, on the brain of young and elderly rats by means of the analysis of the large scale gene expression (transcriptome), in order to investigate how the changes in this expression may be related to neurological dysfunctions. The results of this study indicated decreased expression of the Bcl-3, S100A8 and uridine phosphorylase 1 genes, as well as increased expression of Stefin A3, these effects being characteristic of the common manifestations of central nervous system sepsis regardless of the age of the animals; on the other hand, decreased haptoglobin gene expression was observed only in the elderly animals with sepsis. In general, in the comparison between old and young animals, the results of this research indicated that elderly animals present a smaller amount of genes modified by sepsis, which suggests a smaller capacity to activate neuroprotective mechanisms