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No. of bitstreams: 1 TeseMTF.pdf: 2239287 bytes, checksum: 3b29490f6ed81c7556b00699c35d839c (MD5) Previous issue date: 2016-09-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Arthropods and vertebrates have a great ability to concentrate urine by the kidney and behaviors directed the conservation and acquisition of water and salt due to activities controlled by mechanisms involving hormones and neural circuits. The loss of water or body volume can occur in the intracellular compartment (intracellular dehydration), the extracellular compartment (extracellular dehydration) or both (absolute or duble dehydration). Studies from our laboratory had shown that in unanesthetized animals extracellular dehydration produced by furosemide injection followed by keeping animals with a sodium deficient diet does not alter the basal cardiovascular parameters, but change the basal ventilation.Therefore, the objectives of our study in unanesthetized rats submitted to intracellular dehydration or duble dehydration were: 1) to characterize the baseline cardiorespiratory responses; 2) evaluate the arterial blood gas parameters; 3) to evaluate plasma concentrations of sodium, potassium and plasma osmolality; 4) evaluate the cardiorespiratory responses to the activation of glutamate NMDA receptors in the NTS before and after pretreatment with glutamate NMDA receptor antagonist (AP5) of rats submitted to mixed dehydration. Holtzman rats were implanted with cannula in the NTS and catheter inserted in the abdominal aorta via the femoral artery and femoral vein. The ventilation (VE) measurement were obtained by whole body plethysmography method. The protocols was performed in rats euhydrated (before dehydration), dehydrated (following the methodology to induce dehydration) and/or rehydrated rats (2 h after free access to water and 0.3 M NaCl). The intracellular dehydration induced by intragastric overload 2 M NaCl (2 mL) produced an increase 22 in mean arterial pressure (MAP), without change the heart rate (HR), tidal volume (VT), respiratory rate (fR) and VE. The duble dehydration (intracellular and extracellular combined) induced by 24 h of water deprivation, produced an increase in MAP and VT without modifying the HR, fR and VE. In rehydrated rats PAM and VT returned to baseline. Unilateral injections of L-glutamate and NMDA glutamatergic receptor agonist into NTS of euhydrated rats produced pressor responses and bradycardia. After 24 hours of water deprivation these pressor and bradycardic responses produced by NMDA injection in the NTS were reduced, without changing the bradycardia produced by L-glutamate injection in the NTS. After rehydration, the pressor responses to L-glutamate and NMDA receptors in the NTS remained low and bradycardia produced by NMDA injection in the NTS. Furthermore, the objectives of our study in anesthetized animals subjected to extracellular dehydration were: 1) to characterize the baseline cardiorespiratory responses and renal sympathetic nerve activity (RSNA); 2) to evaluate the effect of peripheral blockade of AT1 receptors angiotensinergic on basal cardiorespiratory responses and on RSNA; 3) to evaluate the arterial blood gas parameters; 4) to evaluate plasma concentrations of sodium and potassium. Extracellular dehydration induced by subcutaneous injection of the diuretic furosemide did not affect the basal MAP and HR, phrenic nerve activity (PNA) and RSNA. Extracellular dehydration did not affect the pressor response produced by intravenous (iv) injection of ANG II, decreased ASNR and did not change the HR and PNA. The iv injection of losartan (AT1 receptor antagonist, 1 mg/kg body weight) induced a decrease in MAP without changing HR, and RSNA and PNA. The hypotensive response after iv injection of losartan was greater in dehydrated animals. Extracellular dehydration did not affect the response of RSNA and PNA after losartan administration. The results suggest that changes in the volume and composition of body fluids affect the cardiovascular control in animals with intracellular 23 dehydration. Furthermore, it affects the cardiorespiratory control in animals with mixed dehydration and glutamatergic neurotransmission in the NTS. Moreover, in anesthetized animals with extracellular dehydration showed no changes in baseline cardiorespiratory responses and RSNA. / Os mamíferos apresentam uma grande capacidade de concentração de urina pelo rim e comportamentos dirigidos à conservação e aquisição de água e sal, devido a atividades controladas por mecanismos envolvendo hormônios e circuitos neurais. A perda de água ou de volume pode ocorrer no compartimento intracelular (desidratação intracelular), do compartimento extracelular (desidratação extracelular) ou de ambos (desidratação absoluta ou mista). Estudo do nosso laboratório mostrou em animais não anestesiados que a desidratação extracelular produzida pela injeção de furosemida seguida da manutenção dos animais com uma dieta deficiente em sódio não altera os parâmetros cardiovasculares basais, mas altera a ventilação basal. Assim, os objetivos do nosso estudo em animais não anestesiados submetidos à desidratação intracelular ou mista foram: 1) caracterizar as respostas cardiorrespiratórias basais; 2) avaliar os parâmetros gasométricos arteriais; 3) avaliar as concentrações plasmáticas de sódio, potássio e osmolaridade plasmática; 4) avaliar as respostas cardiorrespiratórias à ativação de receptores glutamatérgicos NMDA no NTS de ratos submetidos à desidratação mista. Foram utilizados ratos Holtzman com cânulas implantadas no NTS e com cateteres inseridos na aorta abdominal através da artéria e na veia femoral. As medidas de ventilação (VE) foram obtidas pelo método de pletismografia de corpo inteiro. Os protocolos foram realizados em ratos normohidratados (antes da desidratação), desidratados (após a metodologia para induzir a desidratação) e/ou em ratos repletos (2 h após o livre acesso a NaCl 0,3 M e água). A desidratação intracelular induzida pela sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (2 mL), produziu um aumento da pressão arterial média (PAM), sem modificar a frequência cardíaca (FC), o volume corrente (VC), a frequência respiratória (fR) e a VE. A desidratação mista (intracelular e extracelular combinadas), induzida por 24 h de privação hídrica, produziu um aumento da PAM e do VC, sem modificar a FC, a fR e a VE. Nos ratos reidratados a PAM e o VC retornaram aos valores basais. Injeções unilaterais de L-glutamato e do agonista de receptor glutamatérgico NMDA no NTS de ratos normohidratados produziram respostas pressoras e bradicardicas. Após 24 h de privação hídrica essas respostas pressoras foram reduzidas, assim como a bradicardia produzida por injeção de NMDA no NTS e sem alteração na bradicardia produzida por L-glutamato no NTS. Após a reidratação, as respostas pressoras do Lglutamato e NMDA no NTS permaneceram reduzidas, bem como a bradicardia produzida pela injeção de NMDA no NTS. Além disso, os objetivos do nosso estudo em animais anestesiados submetidos à desidratação extracelular foram: 1) caracterizar as respostas cardiorrespiratórias basais e a atividade do nervo simpático renal (ANSR); 2) avaliar o efeito do bloqueio periférico dos receptores angiotensinérgicos AT1 sobre as respostas cardiorrespiratórias basais e sobre a ANSR; 3) avaliar os parâmetros gasométricos arteriais; 4) avaliar as concentrações plasmáticas de sódio e potássio. A desidratação extracelular induzida pela injeção subcutânea do diurético furosemida não alterou a PAM e a FC basais, não alterou a atividade do nervo frênico (ANF) e a ANSR. A desidratação extracelular não alterou a resposta pressora produzida pela injeção intravenosa (iv) de ANG II, nem a queda na ASNR e não promoveu alterações na FC e na ANF. A injeção iv de losartan (antagonista dos receptores AT1, 1 mg/kg de peso corporal) promoveu queda na PAM sem alterar a FC, a ANSR e a ANF. A resposta hipotensora após a injeção iv de losartan foi maior nos animais com desidratação extracelular. A desidratação extracelular não alterou a resposta da ANSR e ANF após o bloqueio com losartan. Os resultados sugerem que alterações na composição e no volume dos líquidos corporais modificam o controle cardiovascular em animais com desidratação intracelular. Além disso, altera o controle cardiorrespiratório em animais com desidratação mista, bem como a neurotransmissão glutamatérgica no NTS. E ainda, em animais anestesiados com desidratação extracelular não apresentaram alterações cardiorrespiratórias basais e nem na ANSR.

A Doenca Pulmonar Obstrutiva Cronica (DPOC) e uma patologia que apresenta obstrucao ao fluxo aereo. No enfisema ocorre destruicao da matriz extracelular que resulta no alargamento do espaco aereo. A hiper-responsividade bronquica pode ocorrer em pacientes com DPOC. Nesse contexto o objetivo desse estudo foi averiguar a responsividade bronquica apos desafio com metacolina (MCh) em um modelo de enfisema induzido por elastase pancreatica de porco (PPE). Para tal utilizamos camundongos machos Swiss (25-30g), divididos aleatoriamente em tres grupos: o grupo controle foi instilado via intratraqueal com solucao salina e o grupo enfisema subdividido em dois grupos instilados com PPE (0,3 e 0,6U). Apos 20 dias, os animais foram anestesiados, traqueostomizados, acoplados em ventilador para pequenos animais e submetidos a inalacao de salina e MCh (50 e 100mg/mL). A avaliacao da mecanica respiratoria utilizou o modelo de fase constante e os parametros analisados foram resistencia das vias aereas (Raw), resistencia tecidual (G), elastancia tecidual (H) e histeresividade (ƒÅ). Apos o teste, os pulmoes foram removidos para analises histologicas e quantificacao de proteinas. Os resultados da mecanica respiratoria mostraram que os valores de Raw, G e ƒÅ, tanto basais quanto apos nebulizacao com salina, nao apresentaram diferencas entre os grupos quando comparado com o grupo controle, porem a H no grupo enfisema 0,6U foi menor quando comparado com o grupo controle. Apos o desafio com MCh 100mg/mL, a Raw foi atenuada nos animais com enfisema 0,3U. A G aumentou nos animais com enfisema 0,3U. A H nos animais com enfisema 0,6U diminuiu. A ƒÅ apos nebulizacao de MCh 50 e 100mg/ml elevou-se nos animais instilados com PPE 0,3 e 0,6U. Na analise morfologica, o grupo tratado com PPE 0,6U aumentou as areas de colapso alveolar, o numero de alveolos hiperinsuflados foi maior nos grupos enfisema 0,3 e 0,6U, o intercepto linear medio elevou-se em ambos os grupos tratados com PPE e o numero de alveolos normais reduziu em ambos os grupos enfisema quando comparado com o grupo controle. A quantificacao de proteinas mostrou diminuicao de elastina no grupo 0,6U e aumento de colageno tipo III nos grupos 0,3 e 0,6U. Os resultados mostraram que animais com enfisema induzido por PPE 0,3U apresentam atenuacao da responsividade bronquica durante a inalacao de MCh (100mg/mL), sugerindo que a perda da integridade do epitelio pulmonar e o remodelamento tecidual aumentam a heterogeneidade dos pulmoes. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is a disease that presents airflow obstruction. In emphysema, there is destruction of the extracellular matrix resulting in enlargement of the airspace. The bronchial hyperresponsiveness can occur in patients with COPD. In this context, the objective of this study was to evaluate the responsiveness after bronchial challenge with methacholine (MCh) in a model of emphysema induced by porcine pancreatic elastase (PPE). Swiss male mice (25 - 30g) were randomly divided into three groups: the control group was intratracheally instilled with saline and emphysema group was subdivided into two other groups that were instilled with PPE (0.3 and 0.6 U). After 20 days the animals were anesthetized , tracheotomized , connected to ventilator for small animals and subjected to inhalation of salina and MCh (50 and 100mg/mL) . The evaluation of respiratory mechanics used the model of constant phase and the parameters analyzed were airway resistance (Raw), tissue resistance (G), tissue elastance (H) and hysteresivity (ç). The lungs were removed for histological analysis and quantification of proteins after the test. The results of respiratory mechanics showed that the baseline and after nebulization with saline the parameters Raw, G and ç showed no differences between groups when compared with the control group, but the H in group emphysema 0.6U was lower . After challenge with MCh 100mg/mL Raw was attenuated in animals with emphysema 0.3U. The G increased in animals with emphysema 0.3U. The H in animals with emphysema 0.6 U decreased. The ç after misting of MCh 50 and 100mg/mL increased in animals instilled with PPE 0.3 and 0.6U. In the morphological analysis the group treated with PPE 0.6U increased areas of alveolar collapse, alveolar number of hyperinflation was higher in groups emphysema 0.3 and 0.6U, linear mean intercept increased in both groups treated with PPE and reduced number of normal alveoli in both groups emphysema when compared with the control group. The protein quantification showed decrease of elastin in the group 0.6 U and increased collagen type III in the groups treated with PPE. Our results show that animals with elastase-induced emphysema 0.3U have attenuation of bronchial hyperresponsiveness during inhalation of MCh (100mg/mL), suggesting that loss of integrity of the epithelial lung tissue and tissue remodeling increased the heterogeneity of lungs. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

A Síndrome do Desconforto Respiratória Aguda (SDRA) e a Lesão Pulmonar Aguda (LPA) permanecem como importantes causas de morbidade e mortalidade em pacientes com sepse. Entender os mecanismos etiopatofisiológicos da SDRA/LPA é essencial para avançar nas modalidades terapêuticas. O uso de glicocorticóides (GC) tem sido proposto para o tratamento da SDRA/LPA, mas com resultados controversos. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência dos GC nos níveis plasmáticos de corticosterona (CCT), na área imunorreativa para os receptores de GC (GR) no pulmão, nos dados de mecânica respiratória, na morfometria pulmonar, na atividade de mieloperoxidase (MPO) e nos níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2) no tecido pulmonar de ratos com LPA induzida por CLP (Cecal Ligation and Puncture). Foram utilizados 144 ratos Wistar (250-300g) divididos aleatoriamente em grupos Naïve, Sham e CLP (N = 8/grupo). No grupo Naïve, os animais não sofreram qualquer procedimento ou tratamento. No grupo Sham, os ratos tiveram o ceco exposto e foram pré-tratados com salina, uma hora antes da cirurgia. No grupo CLP, os animais tiveram o ceco exposto, ligado e perfurado e foram divididos em três grupos de acordo com os tratamentos prévios realizados, uma hora antes da cirurgia: CLP sal (salina em volume equivalente de 0,9 % NaCl i.p.); CLP met (metirapona 50 mg.kg-1 i.p.); CLP dex (dexametasona 0,5 mg.kg-1 i.p.). Após 6 e 24 horas da cirurgia, os animais foram anestesiados, traqueostomizados e acoplados a um ventilador mecânico para avaliação da mecânica respiratória, seguida de remoção dos pulmões para estudos histomorfométricos e da área imunorreativa para GR. Foi realizado um experimento à parte com os mesmos grupos para dosagem de corticosterona (CCT), seguido de remoção dos pulmões para medidas bioquímicas. A met aumentou a viscância tecidual (Gtis) e da histeresividade (ƞ) pulmonar, a porcentagem de células inflamatórias e a área de colapso alveolar, e a atividade de MPO, similar ao CLP sal. Todavia, a met reduziu os níveis de CCT e aumentou drasticamente os níveis de H2O2, comparado ao CLP sal, e aumentou o risco de morte dos animais. A dex reduziu os níveis de CCT e preveniu a inflamação e o estresse oxidativo pulmonar. Além disso, preveniu o colapso alveolar, melhorando Gtis e ƞ, comparado ao CLP sal. Os resultados obtidos permitem concluir que: os diferentes níveis plasmáticos de CCT, observados nos animais sépticos, com exceção dos pré-tratados com dex, não foram capazes de prevenir as alterações morfofuncionais e inflamatórias da LPA; embora tenha ocorrido aumento da sensibilidade do GR nos animais pré-tratados com met, não houve proteção contra a instalação da LPA; as anormalidades nos parâmetros de mecânica respiratória encontradas nos animais pré-tratados com met e sal demonstram que a sepse afetou a função pulmonar; o aumento da atividade de MPO no tecido pulmonar, observado nos animais sépticos, com exceção dos pré-tratados com dex, correlacionou-se com o aumento dos neutrófilos pulmonares; o aumento dos níveis de H2O2 no tecido pulmonar, ocorrido pela administração prévia de met, pode ter sido influenciado por níveis basais de CCT. / The Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) and the Acute Lung Injury (ALI) remain as important causes of morbidity and mortality in patients with sepsis. Understanding the pathophysiology mechanisms of ARDS/ALI is essential to advance in therapeutic modalities. The use of glucocorticoids (GC) has been proposed for the treatment of ARDS/ALI, but with controversial results. The aim of this study was to evaluate the influence of GC on the parameters: corticosterone (CCT) plasma levels, immunoreactive area to GC receptors (GR) in the lung, respiratory mechanics data, lung morphometry, myeloperoxidase activity (MPO) and hydrogen peroxide levels (H2O2) in lung tissue of rats with ALI induced by CLP (Cecal Ligation and Puncture). 144 rats (250-300g) randomly divided into Naïve, Sham and CLP groups (n = 8 / group) were used. In Naïve group, the animals did not suffer any procedure or treatment. In Sham group, rats had the cecum exposed and were pretreated with saline solution an hour prior to surgery. In CLP group, animals had the cecum exposed and drilled, and were divided into three groups according to previous treatments performed an hour before surgery: CLP sal (equivalent volume of saline in 0.9% NaCl i.p.); CLP met (metyrapone 50 mg.kg-1 i.p.); CLP dex (dexamethasone 0.5 mg.kg-1 i.p.). The animals were anesthetized, tracheotomized and coupled to a ventilator for respiratory mechanics evaluation, followed by removal of the lungs for histomorphometric analysis and GR immunoreactive area, 6 and 24 hours after surgery. A different experiment was carried out with the same groups for corticosterone (CCT) plasma measurements, followed by removal of the lungs for biochemical measurements. The met increased tissue damping (Gtis) and hysteresivity (ƞ), inflammatory cells percentage, alveolar collapse area and MPO activity, similar to CLP sal. However, met reduced CCT levels and increased H2O2 levels as compared to the CLP sal, and increased risk of animals’ death. The dex reduced CCT levels and prevented inflammation and pulmonary oxidative stress. Besides, it prevented alveolar collapse, improving Gtis and ƞ, compared to CLP sal. The results showed that the different levels of plasma CCT, observed in septic animals, with exception of those pre-treated with dex, were not able to prevent the morphological and functional and inflammatory changes of the ALI; although there was an increase in GR sensitivity in met pre-treated animals, there was no protection against the installation of ALI; abnormalities in respiratory mechanics parameters found in animals pretreated with sal and met demonstrate that sepsis affects pulmonary function; increased MPO activity in lung tissue observed in septic animals, with exception of those pre-treated with dex, correlated with the increase in pulmonary neutrophils; increased H2O2 levels in lung tissues occurred in animals pretreated with met and may have been influenced by basal levels of CCT.

Pesticidas organofosforados são amplamente usados e seu uso constitui um grave problema de saúde pública. A ação clássica destes compostos é a inibição irreversível da acetilcolinesterase, promovendo acúmulo de acetilcolina nas sinapses e hiperestimulação colinérgica. No entanto, as consequências da exposição a baixas doses podem se estender a outros mecanismos de ação e sistemas neurotransmissores. Considerando que crianças constituem um grupo particularmente vulnerável aos efeitos de pesticidas, neste trabalho investigamos os efeitos da exposição aos organofosforados metamidofós (MET) e clorpirifós (CPF) durante o desenvolvimento sobre os sistemas colinérgico e serotoninérgico e sobre o comportamento de camundongos. Para isso, camundongos suíços foram expostos a injeções subcutâneas de MET, clorpirifós ou veículo do terceiro (PN3) ao nono (PN9) dias de vida pós-natal. As doses de exposição foram previamente escolhidas através da construção de uma curva dose-resposta que identificou como mais adequadas para este estudo as doses de 1mg/kg de MET e 3mg/kg de CPF, as quais promoveram em torno de 20% de inibição da acetilcolinesterase. Em PN10, parte dos animais foi sacrificada e foram avaliados os sistemas colinérgico e serotoninérgico no tronco encefálico e córtex cerebral. De PN60 a PN63, os animais foram submetidos a uma bateria de testes comportamentais. Em seguida, estes animais também foram sacrificados tendo sido avaliados os sistemas colinérgico e serotoninérgico. Em PN10, MET e CPF causaram alterações que sugerem aumento da atividade colinérgica respectivamente no tronco e córtex em fêmeas. No sistema serotoninérgico, apenas CPF promoveu alterações, aumentando a ligação ao receptor 5HT1A e transportador 5HT em fêmeas e diminuindo na ligação ao 5HT2. Em PN63, a atividade da acetilcolinesterase foi reestabelecida em todos os grupos. Ainda assim, MET diminuiu a atividade da colina acetiltransferase no córtex e a ligação ao transportador colinérgico no tronco. Quanto aos efeitos do CPF, no tronco, houve redução da atividade da colina acetiltransferase em fêmeas e aumento em machos. Sobre o sistema serotoninérgico, MET e CPF promoveram diminuições no 5HT1A respectivamente no tronco e córtex das fêmeas e CPF aumentou a ligação no córtex de machos. A ligação ao 5HT2 foi aumentada após o tratamento com MET e ao transportador 5HT foi diminuída em fêmeas após o tratamento com clorpirifós. Sobre o comportamento, identificamos comportamento associado à depressão em animais expostos a MET e aumento dos níveis de ansiedade, além de prejuízo de aprendizado/memória após exposição à CPF. Desta forma, nossos resultados indicam que a exposição à metamidofós e clorpirifós durante o desenvolvimento é capaz de alterar, de diferentes formas, a atividade colinérgica e serotoninérgica, mesmo que as doses de exposição sejam toxicologicamente equivalentes. Foram verificados efeitos nas vias neuroquímicas logo após a exposição e após um longo período de interrupção do tratamento, indicando efeitos tardios em sistemas importantes que podem estar associados às alterações comportamentais. Finalmente, o presente estudo reforça a associação epidemiológica entre pesticidas e alterações psiquiátricas e a capacidade da programação de alterações a longo-prazo quando a exposição se dá durante o desenvolvimento. / Organophosphate pesticides are widely used and its use consist on a severe public health problem. The classic effect of these compounds involve irreversible inhibition of the enzyme acetylcholinesterase, causing an accumulation of acetylcholine at cholinergic synapses and, consequently, cholinergic hyperstimulation. However, when the doses of exposure are low, other the mechanisms of action may play a role and other neurotransmitter systems may be affected. Considering that children are particularly vulnerable to effects of these compounds, in this study we investigated the effects of methamidophos and chlorpyrifos organophosphate exposure during development on cholinergic and serotonergic systems and behavior. For this purpose, Swiss mice received subcutaneous injections of methamidophos or chlorpyrifos, or vehicle from the third to the nineth postnatal day (PN3 - PN9). Initially, a dose-response study was performed and the doses of 1mg/kg methamidophos and 3mg/kg chlorphrifos, which promoted 20% inhibition of acetylcholinesterase activity in brain were chosen to be used in the next set of experiments. At PN10, one day after exposure, a group of animals was sacrificed and the brainstem and cortex collected and stored to further analysis of cholinergic and serotonergic systems. From PN60 to PN63 the animals were submitted to behavioral tests in order to evaluate: anxiety, locomotor activity, decision making, depressive-like behavior and learning/memory. After the last test, the animals were sacrificed and the brainstem and cortex collected and stored to further analysis of cholinergic and serotonergic systems. At PN10, methamidophos and chlorpyrifos promoted alterations that suggest an increase of cholinergic activity respectively on the brainstem and cortex of females. As for the serotonergic system: only chlorpyrifos elicited alterations: There were increases in 5HT1A receptor and 5HT transporter binding in females and a decrease in 5HT2 receptor binding. At PN63, the activity of acetylcholinesterase had returned to control levels. Despite that, methamidophos elicited a decrease in the activity of choline acetyltransferase in the cortex and in choline transporter binding in the brainstem. As for the serotonergic system, methamidophos and chlorpyrifos promoted decreased 5HT1A receptor binding respectively in the brainstem and cortex of females and chlorpyrifos increased its binding in males. Methamidophos exposure elicited increased 5HT2 binding whereas chlorpyrifos exposure decreased female 5HT transporter binding. Methamidophos elicited behavioral alterations suggestive of increased depressive-like behavior while chlorpyrifos exposure was associated to increased anxiety levels and memory/learning deficits. Our results indicate that metamidophos and chlorpyrifos exposure during development distinctively affect the cholinergic and serotonergic systems even at toxicologically equivalent doses. There were immediate and late-emergent neurochemical effects that may play a role on the behavioral outcomes. Finally, the present study reinforces the epidemiologic association between pesticides exposure and mood disorders and suggest that organophosphate exposure during early development programs for late effects.

O aumento da expectativa de vida vem elevando a ocorrência das alterações degenerativas comuns à terceira idade, como a osteoporose. Essa doença sistêmica também freqüente no hipogonadismo, afeta o metabolismo ósseo comprometendo inclusive a mandíbula. O objetivo deste estudo foi avaliar de que forma a deficiência de esteróides sexuais, induzida por orquiectomia ou ovariectomia, influencia o processo de remodelação óssea da mandíbula de ratos por períodos experimentais crônicos. Ratos Wistar, com 3 meses, foram divididos em três grupos experimentais: controles (C), castrados (ORQ; OVX) e castrados com tratamento hormonal (ORQ + PT - propionato de testosterona, 0,4 mg/100g PC/dia; OVX + BE - benzoato de estradiol, 0,7 g/100g PC/dia). As fêmeas foram previamente avaliadas por citologia vaginal e somente as que apresentaram o ciclo estral regular foram utilizadas. A massa corporal foi verificada semanalmente e ao final dos períodos experimentais (90, 120 e 150 dias) os animais foram sacrificados. O sangue foi coletado e o soro armazenado para posterior análise. As mandíbulas, fêmures e colunas foram excisados, medidos e preparados para análises da densidade mineral óssea e das propriedades físicas e biomecânicas. Observamos que com a castração, machos apresentaram baixo ganho de massa corporal (90d: 12%, 120d: 24% e 150d: 13% a menos que C, p< 0,05), ao contrário das fêmeas (90d: 38% e 120d: 41% a mais que C, p< 0,05). As medidas de todos os ossos foram menores tanto em machos como em fêmeas (&#9794; - 90d: vértebra 11.8%, fêmur 4.4%, côndilo MD 9.4%, côndilo VL 16.6%; 120d: vértebra 13.6%, fêmur 4%, côndilo mandibular MD 9%, côndilo mandibular VL 22.2%; 150d: vértebra 16.8%, fêmur 6% , côndilo mandibular MD 21.6%, côndilo mandibular VL 29.1% e &#9792; - 90d: vértebra 7.7%, fêmur 5.6%, côndilo mandibular MD 29.1 %, côndilo mandibular VL 11.8%; 120d: vértebra 15.9 %, fêmur 6.1%, côndilo mandibular MD 33.6%, côndilo mandibular VL 14.8%; 150d: vértebra 21.6%, fêmur 5.42%, côndilo mandibular MD 29.1%, côndilo mandibular VL 15.1% a menos que C, p< 0,05), em todos os períodos experimentais. Em ambos os sexos as concentrações séricas de esteróides sexuais, fósforo e fosfatase alcalina foram menores em relação ao grupo controle, p<0,05 (Testosterona - 90d: 87%,120d: 87.5%,150d: 90.4%; Estradiol - 90d: 85.8%, 120d: 80.8%, 150d: 71.5%; Fósforo - ORQ - 120d: 7.5%, 150d: 9.2% e OVX 90d: 17.2%, 120d: 16%, 150d: 24%; Fosfatase alcalina - ORQ - 90d: 7%, 120d: 6.8%, 150d: 9.5% e OVX 90d: 21.2%, 120d: 26.1%, 150d: 43.3%). As concentrações séricas de cálcio não diferiram significativamente entre machos, mas foram menores em fêmeas castradas (90d: 13.1%, 120d: 11.7%, 150d: 26.2%, p< 0,05). As análises da densidade mineral óssea (DMO) e das propriedades biomecânicas de vértebras e fêmures apresentaram diminuição mais precoce em fêmeas do que em machos (&#9792; - vértebras a partir de 90d e fêmures a partir de 120d; &#9794; - vértebras a partir de 120d e fêmures a partir de 150, p< 0,05). No entanto, as mandíbulas apenas foram afetadas nos machos aos 150 dias. As propriedades físicas não apresentaram alterações significativas. Concluímos que a perda da função gonadal provoca redução de massa óssea, preferencialmente do osso trabecular, atingindo fêmeas mais precocemente do que machos e acentuando-se com o avançar da idade. O osso mandibular é acometido em períodos crônicos principalmente se estiver associada a um comprometimento da atividade mastigatória. Os efeitos ósseos decorrentes do hipogonadismo foram minimizados pelo tratamento com benzoato de estradiol ou propionato de testosterona, em fêmeas e machos, respectivamente. / The increase in the life expectancy has been raising the occurrence of common degenerative alterations in aging population, as osteoporosis. This systemic disease is also frequent in hypogonadism and affects the bone metabolism, included mandibular bone. The aim of this study was to evaluate how sex steroid deficiency, induced by orchiectomy (ORX) or ovariectomy (OVX), influences on mandible bone remodeling of rats, in groups of chronic experimental periods. Wistar rats, 3 mouths, had been divided in three groups: controls (C), castrated (ORX; OVX) and castrated with hormonal treatment (ORX+TP testosterone propionate, 0,4 mg/100g BW/day; OVX+EB - estradiol benzoate, 0.7 g/100g BW/day). Females were previously evaluated by vaginal cytology and only rats with regular estrous cycle were used. The corporal mass was weekly verified and after experimental periods (90, 120 and 150 days), the animals were sacrificed. The blood was collected and serum stored for posterior analysis. Mandibles, femurs and columns were excised, measured and prepared to analyses of bone mineral density and physical and biomechanical properties. After castration, males presented low gain in body mass (90d: 12%, 120d: 24% and 150d: 13% lower than C, p< 0,05), in contrast of females (90d: 38% and 120d: 41% upper than C, p< 0,05). The measures of all bones were lower in males and in females (&#9794; - 90d: vertebrae 11.8%, femur 4.4%, mandibular condyle MD 9.4%, mandibular condyle VL 16.6%; 120d: vertebrae 13.6%, femur 4%, mandibular condyle MD 9%, mandibular condyle VL 22.2%; 150d: vertebrae 16.8%, femur 6% , mandibular condyle MD 21.6%, mandibular condyle VL 29.1% and &#9792; - 90d: vertebrae 7.7%, femur 5.6%, mandibular condyle MD 29.1 %, mandibular condyle VL 11.8%; 120d: vertebrae 15.9 %, femur 6.1%, mandibular condyle MD 33.6%, mandibular condyle VL 14.8% and 150d: vertebrae 21.6%, femur 5.42%, mandibular condyle MD 29.1%, mandibular condyle VL 15.1% lower than C, p< 0,05), in all experimental periods. Males and females presented serum concentration of sex steroid hormones, phosphate and alkaline phosphatase lower than control group, p< 0,05 (Testosterone - 90d: 87%,120d: 87.5%,150d: 90.4%; Estradiol - 90d: 85.8%, 120d: 80.8%, 150d: 71.5%; Phosphate - ORX - 120d: 7.5%, 150d: 9.2% and OVX 90d: 17.2%, 120d: 16%, 150d: 24%; Alkaline phosphatase - ORX - 90d: 7%, 120d: 6.8%, 150d: 9.5% and OVX 90d: 21.2%, 120d: 26.1%, 150d: 43.3%). No significant differences were found in the males calcium concentration, but it was lower in castrated females (90d: 13.1%, 120d: 11.7%, 150d: 26.2%, p< 0,05).The bone mineral density and biomechanical properties of vertebrae and femur were reduced earlier in females than in males (&#9792; - vertebrae from 90d and femur from 120d; &#9794; - vertebrae from 120d and femur from 150d, p< 0,05). However, mandibles were affected only in 150d males. There werent significant alterations on the physical properties. In conclusion, gonadal function loss caused low bone mass, preferentially in trabecular bone, affected females earliest than males and its decreases more with aging. Mandibular bone is affected in chronic periods principally when associated with masticatory activities alterations. Bones alterations resulted from Hypogonadism were minimized, by estradiol benzoate or testosterone propionate treatment, in female and male, respectively.

Estudos populacionais, assim como modelos animais demonstram que além dos fatores já conhecidos, como uma dieta não balanceada e sedentarismo, insultos nutricionais no período gestacional ou durante a lactação, causam alterações metabólicas importantes que levam ao surgimento da obesidade, Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) e doenças cardiovasculares em longo prazo. Nesse estudo, analisamos o pâncreas de camundongos hiperalimentados adultos (150 dias) e camundongos hiperalimentados jovens (21 e 28 dias). Os camundongos hiperalimentados de 21 dias receberam transplante de células mononucleares de medula óssea (CMO) e o resultado desse transplante foi observado aos 28 dias, quando os animais foram sacrificados. Nós investigamos: a apoptose das células beta através do fator pró-apoptótico Bax; a proliferação das células da ilhota pancreática através do antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA); a expressão da citocina TNF-&#945;, relacionado com a resistência à insulina em animais obesos e a expressão de células tronco CD133 com o objetivo de estudar a participação dessa célula na renovação da massa de células beta durante o estabelecimento da DM2. As análises das proteínas citadas no pâncreas foram realizadas através de microscopia de luz, microscopia confocal, microscopia eletrônica e Western blotting. O peso dos animais, a morfometria das ilhotas pancreáticas, bem como os níveis de glicose e insulina plasmáticos também foram determinados. Nossos resultados confirmaram que os camundongos hiperalimentados adultos apresentavam elevados níveis de glicose e insulina plasmática quando comparados ao grupo controle. Além disso, camundongos hiperalimentados adultos apresentaram aumento na expressão de Bax, indicando apoptose das células beta, maior expressão de TNF-&#945; nas ilhotas pancreáticas, e presença de células CD133 nas ilhotas e ductos pancreáticos de camundongos hiperalimentados. Ao analisarmos os animais com 21 dias também observamos elevados níveis de glicose e insulina plasmática no grupo hiperalimentado. Após o transplante de CMO, os camundongos hiperalimentados apresentaram os níveis de glicose e insulina normalizados em relação ao grupo controle, porém os níveis de TNF-&#945; no pâncreas continuavam elevados. A expressão de células CD133 foi observada tanto aos 21 quanto aos 28 dias nas ilhotas pancreáticas nos grupos hiperalimentados. Porém, a expressão estava aumentada no pâncreas dos animais que receberam transplante de CMO aos 28 dias. Portanto, podemos concluir que camundongos hiperalimentados durante a lactação quando adultos se encontram em um estágio inicial do estabelecimento da DM2, com hiperglicemia e hiperinsulinema, ilhotas pancreáticas hipertrofiadas, evidência de apoptose das células beta, neogênese de células beta a partir de células do ducto pancreático, replicação de células beta já existentes e células tronco endógenas marcadas com CD133. Nos camundongos jovens, além dos parâmetros também observados nos animais adultos, observamos os benefícios das CMO para o restabelecimento da glicemia e insulinemia nos camundongos hiperalimentados. Além disso, demonstramos pela primeira vez, células CD133 marcadas com insulina nas ilhotas pancreáticas. O aumento da expressão de células CD133 no pâncreas de camundongos hiperalimentados que mantinham níveis elevados de TNF-&#945; e receberam transplante de CMO, nos sugere a importância dessa citocina para o recrutamento e diferenciação das células tronco CD133 para melhoria do percurso da diabetes. / Population studies as well as animal models show that besides the factors already known as an unbalanced diet and sedentary lifestyle, nutritional insults during pregnancy or during lactation, causes important metabolic changes that lead to the emergence of obesity, type 2 diabetes mellitus (DM2) and cardiovascular diseases in long-term. In this study, we analyzed the pancreas of overfed adult mice (150 days) and young mice (21 and 28 days). At day 21, overfed mice were transplanted with bone marrow mononuclear cells (BMCs) and the results of this transplantation were observed at day 28. We investigated beta-cell apoptosis through pro-apoptotic factor Bax, the proliferation of pancreatic islet cells by proliferating cell nuclear antigen (PCNA), expression of TNF-&#945; which has been linked to insulin resistance in obese animals and the expression of CD133 stem cells, in order to study the participation of this cell on the recovery of beta-cell mass during the establishment of DM2. The protein analysis, were performed using light microscopy, Confocal microscopy, electron microscopy and Western blotting. The animals weight, morphology of pancreatic islets, as well as plasma levels of glucose and insulin were also determined. Our results confirmed that adult overfed mice had high levels of blood glucose and insulin when compared to control mice. Moreover, overfed adult mice showed an increased expression of Bax, indicating apoptosis of beta cells, also confirmed by transmission electron microscopy, increased expression of TNF-&#945; in pancreatic islets when compared with the control group, and interestingly we observed the presence of CD133 cells in the pancreas of overfed mice. By analyzing the animals with 21 days, we also observed high levels of blood glucose and insulin in the overfed group, but we did not observe Bax expression at this lifetime. The expression of TNF-&#945; was also increased in the pancreas of overfed mice at day 21. After BMCs transplantation, the overfed group showed normal levels of blood glucose and insulin when compared with the control group, but the levels of TNF-&#945; remained high. The expression of CD133 cells was observed in the pancreatic islets both at 21 and 28 days in overfed groups. However, the expression of CD133 was increased in the pancreas of animals that received BMCs transplantation at day 28. Therefore, we conclude that overfed mice when adults are at an early stage of stablishment of DM2 with hyperglycemia and hyperinsulinemia, pancreatic islet hypertrophy, evidence of apoptosis and neogenesis of beta cells from pancreatic duct cells, replication of existing beta cells and endogenous stem cells. In young mice, further the parameters observed in adult animals, we observed the benefits of the BMCs for the restoration of glucose and insulin in overfed mice. Moreover, we demonstrated for the first time the CD133 stem cells in pancreatic islets in colocalization with insulin, suggesting that CD133 could be a progenitor beta cell marker in pancreas. Also, the increased expression of CD133 cells in the pancreas of overfed mice with elevated levels of TNF-&#945; after BMCs transplantation, suggests the importance of this cytokine for the recruitment and recovery of CD133 stem cells to improve the course of diabetes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCAFA.pdf: 1360351 bytes, checksum: f9a8b213446d5e57067b0b41246f520b (MD5) Previous issue date: 2006-06-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Water and NaCl intake is strongly inhibited by the activation of &#945;2-adrenergic receptors with clonidine or moxonidine (&#945;2-adrenergic/imidazoline agonists) injected peripherally or into the forebrain and by serotonin and cholecystokinin into the lateral parabrachial nucleus (LPBN), a pontine structure. Serotonergic and cathecolaminergic neurons are present in the projection from AP/NTS to the LPBN and the presence of &#945;2- adrenergic sites in the LPBN has been shown. The aim of the present study was to investigate the possible involvement of &#945;2-adrenergic receptors of the LPBN in the control of water and 0.3 M NaCl intake induced by the treatment with subcutaneous furosemide (FURO, 10 mg/kg of body weight) + captopril (CAP, 5 mg/kg of body weight) and also during cellular dehydration induced by intragastric 2 M NaCl load (2 ml). In addition, the possible interaction between &#945;2-adrenergic receptors and serotoninergic, GABAergic or opioidergic mechanisms in the LPBN to control of water and 0.3 M NaCl intake was also investigated. Male Holtzman rats with cannulas implanted bilaterally in the LPBN were used. Contrary to forebrain injections, bilateral LPBN injections of moxonidine produced a strong and surprising increase in FURO + CAP-induced 0.3 M NaCl intake and a small increase in water intake, without change mean arterial pressure and heart rate or FURO + CAP-induced c-fos expression in forebrain areas related to the control of fluid-electrolyte balance. Prior injections of RX 821002 (&#945;2-adrenergic antagonist, 10 and 20 nmol/0.2 µl) abolished the effect of moxonidine (0.5 nmol) on 0.3 M NaCl intake. Bilateral injections of moxonidine (0.5 nmol/0.2 µl) into the LPBN also induced a strong ingestion of 0.3 M NaCl intake, without changing water intake in rats with increased plasma osmolarity. However, moxonidine into the LPBN in satiated rats not treated with 2 M NaCl produced no change on 0.3 M NaCl intake. The activation of the LPBN &#945;2-adrenoceptors inhibited the LPBN serotonergic inhibitory mechanism involved in the control of water and NaCl intake, and the increase in FURO+CAP-induced sodium intake produced by the activation of the &#945;2-adrenergic receptors in the LPBN was partially dependent on GABAergic or opioidergic mechanisms in the LPBN. In rats submitted to the taste reactivity test to oral infusions of a 0.3 M sodium solution, the blockage serotonergic receptors into the LPBN enhanced positive hedonic taste reactivity patterns. In conclusion, previous and present results indicate opposite roles for &#945;2-adrenergic receptors in the control of sodium and water intake according to their distribution in the rat brain. The &#945;2-adrenergic activation into the LPBN produces a potent increase in hypertonic sodium intake during extracellular and cellular dehydration. These effects of &#945;2-adrenergic activation into the LPBN is possibly due to the inhibitory serotoninergic mechanisms blockage into the LPBN and at least part of these effects is also dependent of an interaction with GABAergic and opioidergic mechanisms into the same area. Finally, the blockade of serotonergic receptors in the LPBN can enhance sodium palatability thus contributing to the increase in sodium intake during cell dehydration. / A ingestão de água e de NaCl 0,3 M é fortemente inibida pela ativação de receptores adrenérgicos &#945;2 com clonidina ou moxonidina (agonistas de receptores adrenérgicos &#945;2/imidazólicos) injetadas perifericamente ou em áreas prosencefálicas, ou pela serotonina e colecistocinina no núcleo parabraquial lateral (NPBL), estrutura bilateral localizada na ponte. Neurônios serotoninérgicos e catecolaminérgicos estão presentes nas projeções da área postrema e núcleo do trato solitário para o NPBL e a presença de receptores adrenérgicos &#945;2 no NPBL já foi demonstrada. O objetivo do presente estudo foi investigar o possível envolvimento dos receptores adrenérgicos &#945;2 do NPBL no controle da ingestão de água e de NaCl 0,3 M induzida pelo tratamento com furosemida (FURO, 10 mg/kg de peso corporal) + captopril (CAP, 5 mg/kg de peso corporal) subcutaneamente e durante desidratação celular, induzida pela sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (2 ml). Além disso, também foi investigada a possível interação entre os receptores adrenérgicos &#945;2 e os mecanismos serotoninérgicos, GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL no controle da ingestão de água de NaCl 0,3 M. Foram usados ratos Holtzman com cânulas implantadas bilateralmente em direção ao NPBL. Contrariamente aos efeitos produzidos pelas injeções prosencefálicas, as injeções de moxonidina (0,1; 0,5 e 1,0 nmol/0,2 µl) produziram um forte e surpreendente aumento da ingestão de NaCl 0,3 M induzida por FURO + CAP, e um pequeno aumento da ingestão de água, sem alterações cardiovasculares e da expressão da proteína c-fos em áreas prosencefálicas envolvidas no controle do equilíbrio hidroeletrolítico. Injeções prévias de RX 821002 (antagonista de receptores adrenérgicos &#945;2, 10 e 20 nmol/0,2 µl) aboliram o efeito da moxonidina (0,5 nmol) sobre a ingestão de NaCl 0,3 M. Em ratos previamente tratados com sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M, as injeções bilaterais de moxonidina no NPBL induziram uma forte ingestão de NaCl 0,3 M, sem alterar a ingestão de água. Injeções de moxonidina no NPBL não alteram a ingestão de sódio e de água em animais saciados. A ativação de receptores adrenérgicos &#945;2 no NPBL inibiu os efeitos da ativação do mecanismo serotoninérgico inibitório do NPBL. O aumento da ingestão de sódio produzido pela ativação de receptores adrenérgicos &#945;2 no NPBL foi parcialmente dependente de mecanismos GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL. O bloqueio de receptores serotoninérgicos no NPBL promoveu aumento das respostas hedônicas a infusão intra-oral ao sódio hipertônico em animais desidratados. Em conclusão, os prévios e presentes resultados indicam papéis opostos para os receptores adrenérgicos &#945;2 no controle da ingestão e de água de acordo com sua distribuição no cérebro do rato. A ativação de receptores adrenérgicos &#945;2 no NPBL promove um potente aumento da ingestão de sódio em condições de desidratação extracelular ou intracelular. Os efeitos da ativação dos receptores adrenérgicos &#945;2 do NPBL possivelmente se devem ao bloqueio dos mecanismos serotoninérgicos inibitórios do NPBL e pelo menos parte dos efeitos também depende de uma interação com mecanismos GABAérgicos e opioidérgicos do NPBL. Finalmente, os receptores serotoninérgicos do NPBL podem estar envolvidos na modulação da palatabilidade ao sódio hipertônico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseALC.pdf: 3354529 bytes, checksum: 3ebd5ce7ac6e6b435b3a44691ac9f8ea (MD5) Previous issue date: 2007-04-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / The condition of poor oxygen, called hypoxia, can affect aquatic environments. Their cause can be natural or, more frequently, a consequence of anthropogenic action. Among fish, the Siluriformes group (catfishes and armoured catfishes) contains hypoxic-tolerant species, being considered interesting experimental models. This study utilized the air-breathing armoured catfish Pterygoplichthys anisitsi, with the objective to analyze its respiratory physiology, at aquatic and air respiration, submitted to experimental conditions of hypoxia and air exposure to compare its respiratory behaviour and oxygen transport cascade steps (ventilatory, morphofunctional, haemoglobin and metabolic aspects). From all these experiments it can be concluded that gills respiratory surface is much more developed than stomach s surface, which indicates dependency on aquatic respiration. Furthermore, the air-breathing organ serves as an air reservatory that can assure the tolerance to reduced oxygen availability in the water. It was verified that the air-breathing behaviour is continuous, in non regular periods, but not obligatory and, even in normoxia, its more frequently occurs at night and in synchronic episodes, probably consisting in an antipredatory behaviour. In exposure to hypoxia and without access to atmospheric air, the reduction in metabolic rate and O2 extraction, the stomach supports the oxy-conformist behaviour that is characterized by apnoea with the gradual reduction of oxygen tension. The association among a stomach air reservatory, the continuous, but non-obligatory air breathing, an oxy-conformist behaviour characterized by apnoea, the presence of an haemoglobin cathodic component, and a higher haemoglobin-oxygen affinity in hypoxia perform necessary adjustments to hypoxia conditions. Moreover, the haematological parameters increase hypoxia tolerance, since hemoconcentration contribute to the enhanced capacity of O2 transportation in response to the increased demand and, therefore, result in a higher haemoglobin-oxygen affinity. With the decrease of metabolic rate and O2 extraction, there is the activation of anaerobic metabolism by fermentative process to maintain the energetic supply. Differently from hypoxia condition, the gills do not seem to be functional during air exposure, given that it was not observed a water flow through branchial filaments and, thus the stomach surface can be considered the respiratory organ in this condition. When exposed to air, periods of intermittent inspiration and expiration behaviour through the mouth are verified in order to supply air to the stomach. Additionally, haemoglobin-oxygen affinity is similar to that observed in normoxia and, in the same way, there is not alteration on haematological parameters. These observations indicate the functionality of stomach as a respiratory surface and the maintenance of aerobic metabolism. However, air exposure is a stressful condition, as it can be proved by the reduction of hepatic and muscular glucose and, the increase of plasma glucose, and may, as a consequence, be utilized by species only in emergence situations. / A condição de pouca disponibilidade de oxigênio, conhecida como hipóxia, pode afetar ambientes aquáticos. Suas causas podem ser naturais ou, mais comumente, devido à ação antropogênica. Entre os peixes, o grupo Siluriformes (bagres e cascudos) possui espécies tolerantes à hipóxia, sendo consideradas bons modelos experimentais para estudos com hipóxia. Este estudo utilizou o cascudo de respiração aérea acessória Pterygoplichthys anisitsi, com o objetivo de analisar sua fisiologia respiratória, em respiração aquática e em respiração aérea, sob condições experimentais de hipóxia e de exposição aérea para interrelacionar seu comportamento respiratório e os eventos da cascata de O2 (ventilatórios, morfofuncionais, hemoglobínicos e metabólicos). A partir dos experimentos realizados com esses aspectos, em condição de hipóxia, foi concluído que a superfície respiratória das brânquias é maior que a superfície respiratória estomacal, o que indica dependência da respiração aquática e, o órgão de respiração aérea serve como um reservatório de ar e pode auxiliar na tolerância à baixa disponibilidade de oxigênio na água. Como verificado, o comportamento de respiração aérea é contínuo, em intervalos não regulares, mas não-obrigatório e, mesmo em normóxia, sua maior freqüência ocorre no período noturno e de modo sincrônico, possivelmente, um comportamento antipredatório. Já na exposição à hipóxia, sem acesso ao ar atmosférico, a partir da diminuição da taxa metabólica e extração de O2, o estômago suporta o comportamento oxi-conformista caracterizado por apnéia com a redução gradual da tensão de oxigênio. Aliado ao fato do estômago ser fonte de estocagem de ar, a respiração aérea ser contínua mas não-obrigatória e o comportamento, em hipóxia sem acesso ao ar atmosférico, ser oxi-conformista caracterizado por apnéia, também a presença de uma componete hemoglobínico catódico, com alta afinidade ao oxigênio e não afetada por diminuição de pH, e a verificação de uma maior afinidade hemoglobina-oxigênio em hipóxia constituem ajustes auxiliares e necessários frente à condição de hipóxia. Conjuntamente, a esses ajustes, a tolerância à hipóxia também é suportada pelos parâmetros hematológicos, por meio da hemoconcentração que contribui para maior capacidade de carreamento de oxigênio para uma demanda aumentada e, da mesma forma, a afinidade hemoglobinaoxigênio é maior. Ainda, com a diminuição da taxa metabólica e extração de O2, há ativação do metabolismo anaeróbico com o processo de fermentação láctica para tentar manter o fornecimento energético. Diferentemente da condição de hipóxia, as brânquias, aparentemente, não são funcionais na exposição aérea, pois não há fluxo de água que passa entre seus filamentos e, dessa forma, a superfície respiratória a ser considerada é unicamente a do estômago. Quando exposto ao ar são verificados períodos de comportamento de inspiração e expiração intermitentes pela boca, de forma a suprir o estômago com ar. Na condição de exposição ao ar, a afinidade hemoglobina-oxigênio é similar àquela da condição de normóxia e, da mesma forma, não há alteração nos parâmetros hematológicos, o que evidencia a funcionalidade da superfície respiratória estomacal e, também, há a manutenção do metabolismo aeróbio. Embora não ocorram alterações nesses parâmetros e a espécie mostre capacidade de obter O2 atmosférico, a exposição aérea é uma condição estressante, verificado pela redução de glicose hepática e muscular e, aumento da glicose plasmática, e assim parece ser utilizada pela espécie em situações emergenciais.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPSV.pdf: 824448 bytes, checksum: ef5a827f5cc75a41cb7ea788f8415605 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) has an important role in the hydroeletrolytic balance and it also participates in the regulation of water and sodium intake. Recent researches described the presence of 5-HT1 receptors in the central nervous system, standing out the subtypes 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C and 5-HT1D. The receptor 5-HT1A was one of the firsts to be identified and it is found in the somatodendritic and pos-synaptic forms. It has been showed the participation of PVN 5-HT1A receptor in the hydroeletrolytic balance. Therefore, the aim of this study was: a) To investigate the effects of bilateral injections of serotonin (5-HT) in the PVN about water intake induced by water deprivation and water and 1.8% NaCl intake induced by sodium depletion; b) To investigate the effects of 8-OH-DPAT injection, an 5-HT1A agonist, in the PVN about water intake induced by water deprivation and water and 1.8% NaCl intake induced by sodium depletion; c) To investigate the action of pMPPF, an 5-HT1A antagonist, into the PVN on the effects of 5-HT and 8-OH-DPAT on the water and 1.8% NaCl intake. Holtzman rats (280-320 g) were submitted to the implant of cannulas bilaterally in the PVN. For the implant, the animals were adapted to a stereotaxic apparatus. Using the bregma, introduction points of the stainless steel cannulas were identified according to the coordinates: 1.8 mm caudal to bregma, 0.6 mm lateral to the midline and 5.0 mm below dura mater. 5-HT injections (10, 20, 40 and 50 µg/ 0,2 µl) in the PVN reduced the water intake (13.4±2.0; 12.6±1.3; 12.9±1.0 and 9.0±2.9 ml/ 30 min vs. sal: 18.4±0.8 ml/ 30 min, respectively, n = 6-8) and the doses 10 and 20 µg/ 0.2 µl reduced the 1.8% NaCl intake (7.9 ± 3.0 and 9.0 ± 2.1 ml/ 30 min, respectively, vs. sal: 17.7 ± 1.8 ml/ 30 min, n = 7). 8-OH-DPAT injections (1.0, 2.5 and 5.0 µg/ 0.2 µl) in the PVN reduced the water intake (15.4 ± 1.3; 14.8 ± 1.2 and 14.2 ± 0.9 ml/ 120 min vs. sal: 19.1 ± 1.0 ml/ 120 min, n = 10) and the doses 2.5 µg and 5 µg also reduced 1.8% NaCl intake (12.4 ± 2.7 ml/ 60 min vs. sal: 19.3 ± 1.0 ml/ 60 min; 12.2 ± 1.8 ml/ 120 min vs. sal: 20.0 ± 1.0 ml/ 120 min, respectively, n = 9). pMPPF bilateral injections (5-HT1A antagonist) preview to 8-OH-DPAT injections have completely blocked the inhibitory effect over water intake (sal + DPAT: 13.8 ± 1.1 ml/ 90 min vs. pMPPF + DPAT: 16.4 ± 1.1 ml/ 90 min, n = 12) and 1.8% NaCl (sal + DPAT: 11.4 ± 2.9 ml/ 30 min vs. pMPPF + DPAT: 17.6 ± 1.7 ml/ 30 min, n = 8). 5-HT1A antagonist partially reduced the inhibitory effect of 5-HT on water intake induced by water deprivation (sal+5-HT: 5.9±1.6 ml/ 30 min vs. pMPPF+5-HT: 12.3±1.1 ml/ 30 min, n=12) as well as on sodium intake induced by sodium depletion (sal+5-HT: 2.8±1.3 ml/ 30 min vs. pMPPF+5-HT: 12.3±1.9 ml/ 30 min, n=15). Our results demonstrate the presence of serotonergic mechanisms in PVN inhibiting water and sodium intake and also the participation of pos-synaptic 5-HT1A receptors on water intake control induced by water deprivation and on sodium intake induced by sodium depletion, and that this receptor doesn t have a tonic inhibitory effect. This work also showed others subtypes serotonergic PVN receptors participating in the dipsogenesis and natriorexigenesis control. / O núcleo paraventricular do hipotálamo (NPV) tem uma importante participação no controle do balanço hidroeletrolítico estando envolvido também na regulação da ingestão de água e sódio. Pesquisas recentes mostraram a presença de receptores do tipo 5- HT1 no sistema nervoso central, destacando-se os subtipos 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT1C e 5-HT1D. O receptor 5-HT1A foi um dos primeiros a ser identificado e é encontrado nas formas somatodendrítica e pós-sináptica. Estudos anteriores demonstraram o envolvimento dos receptores 5-HT1A do NPV do hipotálamo no controle do equilíbrio hidroeletrolítico. Portanto, os objetivos deste estudo foram: a) investigar os efeitos de injeções bilaterais de serotonina (5-HT) no NPV sobre a ingestão de água induzida por privação hídrica e sobre a ingestão de água e NaCl 1,8% induzida por depleção de sódio; b) investigar os efeitos da injeção de 8-OH-DPAT, agonista 5-HT1A, no NPV sobre a ingestão de água induzida por privação hídrica e sobre a ingestão de água e NaCl 1,8% induzida por depleção de sódio; c) investigar a ação do pMPPF, antagonista 5-HT1A, no NPV sobre os efeitos da 5-HT e do 8- OH-DPAT na ingestão de água e NaCl 1,8%. Ratos Holtzman (280-320 g) foram submetidos ao implante de cânulas bilateralmente no NPV. Utilizando-se o bregma foram determinados os pontos de introdução das cânulas de aço inoxidável conforme as seguintes coordenadas: 1,8 mm caudal ao bregma, 0,6 mm lateral à linha mediana e 5,0 mm abaixo da dura-máter. Os seguintes resultados foram obtidos: Injeções de 5-HT (10, 20, 40 e 50 µg/ 0,2 &#61472;µl) no NPV reduziram a ingestão de água (13,4±2,0; 12,6±1,3; 12,9±1,0 e 9,0±2,9 ml/ 30 min vs. sal: 18,4±0,8 ml/ 30 min, respectivamente, n = 6-8) e nas doses 10 &#61472;e 20 µg/ 0,2 &#61472;µl reduziram a ingestão de NaCl 1,8% (7,9±3,0 e 9,0±2,1 ml/ 30 min, respectivamente, vs. sal:17,7±1,8 ml/ 30 min, n = 7). Injeções de 8-OH-DPAT (1,0; 2,5 e 5,0 µg/ 0,2 µl) no NPV reduziram a ingestão de água (15,4±1,3; 14,8±1,2 e 14,2±0,9 ml/ 120 min, respectivamente, vs. sal: 19,1±1,0 ml/ 120 min, n=10) e nas doses de 2,5 µg e 5 µg reduziram também a ingestão de NaCl 1,8% (12,4±2,7 ml/ 60 min vs. sal: 19,3±1,0 ml/ 60 min; 12,2±1,8 ml/ 120 min vs. sal: 20,2±1,0 ml/ 120 min, respectivamente, n=9). Injeções bilaterais de pMPPF (antagonista 5- HT1A) prévias as injeções de 8-OH-DPAT bloquearam completamente o seu efeito inibitório sobre a ingestão de água (sal+DPAT: 13,8±1,1 ml/ 90 min vs. pMPPF+DPAT: 16,4±1,1 ml/ 90 min, n=12) e NaCl 1,8% (sal+DPAT: 11,4±2,9 ml/ 30 min vs. pMPPF+DPAT: 17,6±1,7 ml/ 30 min, n=8). O antagonista 5-HT1A reduziu parcialmente o efeito inibitório da 5-HT sobre a ingestão de água induzida por privação hídrica (sal+5-HT: 5,9±1,6 ml/ 30 min vs. pMPPF+5-HT: 12,3±1,1 ml/ 30 min, n=12) e sobre a ingestão de sódio induzida por depleção (sal+5-HT: 2,8±1,3 ml/ 30 min vs. pMPPF+5-HT: 12,3±1,9 ml/ 30 min, n=15). O antagonista pMPPF administrado isoladamente no NPV não alterou a ingestão de água e NaCl 1,8%. Esses resultados demonstram a existência de mecanismos serotoninérgicos no NPV do hipotálamo inibitórios da ingestão de água e sódio e a participação dos receptores 5-HT1A póssinápticos no controle da ingestão de água induzida por privação hídrica e ingestão de sódio induzida por depleção de sódio, e que este receptor não possui efeito inibitório tônico sobre estes comportamentos. Foi demonstrado também que outros subtipos de receptores serotoninérgicos do NPV do hipotálamo estão envolvidos no controle da dipsogênese e natriorexigênese.

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Injection of the excitatory amino acid glutamate into the NTS in anesthetized rats produces depressor response and bradycardia like barorreflex activation. Differently, in unanesthetized rats, injection of the glutamate into the NTS produces pressor response and bradycardia, similar to chemoreflex activation. The neuropeptide substance P may act as neurotransmitter or neuromodulator of differents cardiovascular reflexes and when injected into the NTS produces pressor response. The RVLM is the main site of sympathetic output to the intermediolateral cell column of the spinal cord. Injection of glutamate into the RVLM increases sympathetic activity and induces pressor response. Hypotalamic areas are also involved in the control of cardiovascular responses. For example, electrolytic lesions in the paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN), reduce the pressor response to chemoreflex activation with potassium cyanide (KCN) iv Another hypothalamic area important for cardiovascular control is the anteroventral third ventricle (AV3V) region. Electrolytic lesion of the AV3V region reduces the cardiovascular responses produced by central colinergic and angiotensinergic activation and abolish many forms of the experimental hypertension in animals. In the present study, in unanesthetized rats, we investigated the effects of acute (1 day) and cronic (15 days) AV3V lesions in the pressor responses produced by NTS activation with injection of the excitatory amino acid glutamate and substance P or injection of glutamate into the RVLM. The responses to activation of the baroreflex and chemoreflex were also tested. Rats with sham or electrolytic lesions of the AV3V region and stainless steel cannulas implanted into the NTS or RVLM were used. Mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR) were recorded in unanesthetized rats. A polyethylene tubing was inserted into the abdominal aorta through the femoral artery on day before the experiments. A second polyethylene tubing was inserted in the femoral vein for the baroreflex and chemoreflex tests. The central injections were made using 5 µl Hamilton syringes. The volume of the central injections into the NTS and RVLM was 100 nl. In sham rats, the injection of glutamate (5 nmol) into the NTS produce pressor response (28 ± 3 mmHg). The same dose of glutamate in acute AV3V-lesioned rats produce hypotension (-26 ± 8 mmHg) in the first day after lesion or did not modify the MAP (2 ± 8 mmHg) fifteen days after AV3V lesion. The bradycardic responses produced by injection of the glutamate into the NTS in acute (-65 ± 23 bpm) or cronic (-90 ± 29 bpm) AV3Vlesioned rats were not different from the bradycardic responses produced by glutamate into the NTS in sham-lesioned rats (-76 ± 13 e -90 ± 15 bpm). Differently, the pressor response produced by injection of substance P (0,5 e 1 nmol) into the NTS in acute (16 ± 2 and 20 ± 2 mmHg, respectively) or chronic AV3V-lesioned rats (18 ± 1 and 20 ± 1 mmHg) were not different from the pressor responses produced by the same doses of substance P into the NTS in acute (20 ± 5 and 22 ± 3 mmHg) or chronic sham rats (19 ± 3 and 25 ± 3 mmHg). The tachycardic responses produced by injection of substance P into the NTS in acute (54 ± 15 and 71 ± 15 bpm) and chronic AV3V-lesioned rats (70 ± 11 and 66 ± 11 bpm) were also not different from the tachycardic responses produced by substance P into the NTS in acute (75 ± 14 and 72 ± 12 bpm) or chronic sham rats (53 ± 16 e 84 ± 7 bpm). The pressor responses produced by injections of glutamate (1, 5 and 10 nmol) into the RVLM in acute (9 ± 4, 39 ± 6 e 37 ± 4 mmHg, respectively) or chronic AV3V-lesioned rats (13 ± 6, 39 ± 4 and 43 ± 4 mmHg, respectively) were significantly reduced compared to the pressor responses of the same doses of glutamate into the RVLM in acute (33 ± 5, 54 ± 3 and 56 ± 8 mmHg, respectively) or chronic sham rats (29 ± 3, 50 ± 2 and 58 ± 3 mmHg, respectively). Glutamate into the RVLM in acute or chronic sham or AV3V lesioned rats produced no significant change in the heart rate. The baroreflex responses produced by iv phenylephrine (5 µg/kg of body weight), sodium nitroprussiade (30 µg/kg of body weight), or the responses produced by chemoreflex activation with iv injection of potassium cyanide (20 and 40 µg/rato) were not modified by acute or chronic AV3V lesion. The results show the importance of the AV3V region for the cardiovascular responses dependent on the activation of the sympathetic nervous system and specially the pressor responses to glutamatergic activation in the NTS and RVLM. The integrity of the AV3V region is important for the pressor responses to injection of glutamate into the NTS and into the RVLM, but not for the pressor response to injection of substance P into the NTS, which suggests that the AV3V lesion does not non specifically affect any pressor mechanism. The AV3V lesions do not modify the baro and chemoreflex responses, suggesting that the sympatoexcitatory responses to chemoreflex activation do not depend unique and exclusively on glutamatergic neurotransmission in the NTS and RVLM. / Respostas cardiovasculares podem ser integradas em diferentes níveis do sistema nervoso central (SNC). Em particular, o hipotálamo e o bulbo estão muito envolvidos com o controle de respostas autonômicas, entre as quais estão as repostas cardiovasculares. No bulbo estão vários núcleos importantes para o controle cardiovascular como o núcleo do trato solitário (NTS), as áreas rostroventrolateral (RVL) e caudoventrolateral (CVL) e o núcleo ambíguo. Um circuito envolvendo essas áreas bulbares é responsável pelo controle básico do sistema cardiovascular, podendo receber informações dos receptores localizados em diferentes partes do organismo, em especial dos pressorreceptores e quimiorreceptores e, integrando essas informações de diversas origens, comandar as eferências autonômicas. Injeção do aminoácido excitatório glutamato no NTS de ratos anestesiados produz resposta hipotensora e bradicárdica semelhante à ativação do barorreflexo. Diferentemente, em animais não anestesiados, a injeção de glutamato no NTS provoca resposta pressora e bradicárdica, semelhante á ativação do quimiorreflexo. A substância P é um neuropeptídeo que também quando injetada no NTS produz efeito pressor, podendo atuar como neurotransmissor ou neuromodulador dos diferentes reflexos cardiovasculares. A área RVL é o principal sítio de saída simpática para a coluna intermédio lateral (IML). Injeção de glutamato na área RVL produz disparos dos neurônios simpáticos para a IML produzindo resposta pressora. É bem relatado, que áreas hipotalâmicas exercem forte modulação sobre respostas cardiovasculares. Uma dessas áreas é o núcleo paraventricular do hipotálamo (NPV), cuja lesão eletrolítica reduz a resposta pressora à ativação do quimiorreflexo com cianeto de potássio i.v. Uma outra área hipotalâmica muito importante para o controle cardiovascular é a região anteroventral do terceiro ventrículo (AV3V), cuja lesão reduz as respostas cardiovasculares produzidas pela ativação colinérgica e angiotensinérgica central e impede o desenvolvimento de diversas formas de hipertensão em animais. No presente estudo o objetivo foi estudar em ratos não anestesiados, os efeitos da lesão aguda (1 dia) e crônica (15 dias) da região AV3V sobre as respostas pressoras produzidas pela ativação do NTS com injeção do aminoácido excitatório glutamato e da taquicinina substância P ou pela injeção de glutamato na área RVL, além de se testar as respostas à ativação tanto do barorreflexo quanto do quimiorreflexo. Para isso foram utilizados ratos com lesão eletrolítica ou lesão fictícia da região AV3V aguda ou crônica e com cânulas de aço inoxidável implantadas no NTS ou na área RVL. A pressão arterial média (PAM) e a frequência cardíaca (FC) foram registradas em ratos não anestesiados que tiveram a artéria femoral canulada com tubo de polietileno (PE 10) no dia anterior ao do registro. A veia femoral também foi canulada para injeções das drogas periféricas para os teste de baro e quimiorreflexo. As injeções centrais no volume de 100 nl foram feitas com auxílio de uma seringa Hamilton de 5 µl. Enquanto que nos ratos com lesão fictícia (1 e 15 dias), a injeção de glutamato (5 nmol) no NTS produziu respostas pressoras (28 ± 3 mmHg), a mesma injeção nos ratos com lesão da região AV3V produziu hipotensão (-26 ± 8 mmHg) no 1o dia após a lesão ou não modificou a PAM (2 ± 8 mmHg) 15 dias após a lesão da região AV3V. A resposta bradicárdica produzida pela injeção de glutamato no NTS de ratos com lesão eletrolítica aguda (-65 ± 23 bpm) e crônica (-90 ± 29 bpm) não foram diferentes das respostas bradicárdicas produzidas pela injeção de glutamato no NTS nos respectivos controles com lesão fictícia (-76 ± 13 e -90 ± 15 bpm). Diferentemente do ocorrido com injeções de glutamato, as respostas pressoras produzidas pelas injeções de substância P (0,5 e 1 nmol) no NTS de ratos com lesão da região AV3V aguda (16 ± 2 e 20 ± 2 mmHg, respectivamente) ou crônica (18 ± 1 e 20 ± 1 mmHg) não foram diferentes das respostas pressoras produzidas pela injeção das mesmas doses de substância P no NTS de ratos com lesão fictícia aguda (20 ± 5 e 22 ± 3 mmHg) ou crônica (19 ± 3 e 25 ± 3 mmHg). As respostas taquicárdicas produzidas pela injeção de substância P no NTS de ratos com lesão da região AV3V aguda (54 ± 15 e 71 ± 15 bpm) e crônica (70 ± 11 e 66 ± 11 bpm) não foram diferentes das respostas taquicárdicas produzidas pela injeção de substância P no NTS de ratos com lesão fictícia aguda (75 ± 14 e 72 ± 12 bpm) ou crônica (53 ± 16 e 84 ± 7 bpm). Por outro lado, as respostas pressoras produzidas pelas injeções de glutamato (1, 5 e 10 nmol) na área RVL de ratos com lesão da região AV3V aguda (9 ± 4, 39 ± 6 e 37 ± 4 mmHg, respectivamente) ou crônica (13 ± 6, 39 ± 4 e 43 ± 4 mmHg, respectivamente) foram significativamente reduzidas em relação às respostas pressoras produzidas pelas injeções das mesmas doses de glutamato na área RVL de ratos com lesão fictícia aguda (33 ± 5, 54 ± 3 e 56 ± 8 mmHg, respectivamente) ou crônica (29 ± 3, 50 ± 2 e 58 ± 3 mmHg, respectivamente). Não se observaram diferenças nas respostas bradicárdicas produzidas pelas injeções de glutamato nos ratos com lesão da região AV3V (aguda ou crônica) em relação aos ratos com lesão fictícia. As respostas barorreflexas produzidas pelas injeções i.v. de fenilefrina (5 µg/kg de peso corporal) ou nitroprussiato de sódio (30 µg/kg), assim como nas respostas produzidas pela ativação do quimiorreflexo com injeções i.v. de cianeto de potássio (20 e 40 µg/rato) também não foram modificadas pela lesão da região AV3V tanto aguda como crônica. Esses resultados mostram a grande importância que a região AV3V têm para as respostas cardiovasculares dependentes da ativação do sistema nervoso simpático e, nesse caso em especial, respostas pressoras à ativação glutamatérgica de áreas bulbares. Pelos resultados obtidos, pode-se sugerir, que a região AV3V participa de uma forma decisiva nas respostas pressoras resultantes da injeção de glutamato no NTS e na área RVL, mas não na resposta pressora à injeção de substância P no NTS. Isso demonstra que o efeito da lesão da região AV3V não depende de um comprometimento inespecífico de mecanismos pressores. Um outro resultado importante desse estudo, é que a lesão da região AV3V não modifica as respostas baro e quimiorreflexa, podendo sugerir, que a resposta simpato-excitatória do quimiorreflexo não depende única e exclusivamente da neurotransmissão glutamatérgica em área bulbares.