Dissertation (Ph.D.)--University of South Florida, 2006. / Includes vita. Includes bibliographical references (leaves 86-105). Also available online.

A inalação de material particulado (PM) exerce um papel importante na exacerbação de doenças respiratórias, incluindo DPOC e asma, no entanto os efeitos específicos do PM no desenvolvimento do enfisema pulmonar são ainda pouco descritos na literatura. Neste estudo investigamos os efeitos da exposição crônica a níveis ambientais de PM no desenvolvimento do enfisema e do remodelamento pulmonar em camundongos. Os animais receberam instilação intranasal de solução de papaína ou de solução salina e permaneceram em câmaras situadas em uma área de tráfego intenso de veículos: uma recebia ar ambiente e a outra possuía filtros para PM na entrada de ar. Fizemos medidas morfométricas, de densidade de fibras de colágeno e elástica, análise quantitativa de macrófagos, expressão de MMP- 12 (metaloproteinase de matriz), de isoprostano-8 e de caspase-3 no tecido pulmonar. Os animais que recebram papaína e que foram mantidos na câmara sem filtros apresentaram os maiores valores de intercepto linear médio (Lm) comparados aos que receberam a solução desta mesma substância, mas que permaneceram na câmara com os filtros (47,11±1,49 e 39,33±1,93 miu m, respectivamente, p=0.002). Também observamos um aumento na densidade de fibras de colágeno e na expressão de isoprostano-8 nos pulmões dos animais que receberam papaína e que permaneceram na câmara sem filtros comparado ao grupo que recebeu a mesma substância mas foi mantido na câmara com filtros (p<0,05 e p=0,002, respectivamente). Não houve diferença entre estes dois grupos ao avaliarmos a quantidade de células que expressaram MAC-2, MMP-12 e caspase-3. Não observamos diferença em nenhum dos parâmetros estudados entre os grupos que receberam solução salina, mas foram mantidos em câmaras diferentes. Concluimos que a exposição a níveis ambientais de PM piorou o enfisema induzido pela papaína e resultou em aumento do remodelamento pulmonar. O estresse oxidativo parece ser um dos mecanismos responsáveis por esta resposta. / Inhalation of particulate matter (PM) exacerbates a variety of pulmonary disorders, including COPD and asthma, but the specific effects of PM on the developing of emphysema are largely unknown. We investigated the effects of chronic exposure to ambient levels of PM on the development of emphysema and pulmonary remodeling in mice. Mice received either papain or normal saline and were kept for two months in two chambers in an area of high traffic density: one received ambient air and the other had filters for PM. We performed lung morphometry, measured the density of elastic and collagen fibers and studied the expression of matrix metalloproteinase-12 (MMP-12), macrophage MAC-2, 8-isoprostane and caspase 3. Lungs from papain-treated mice exposed to ambient air presented greater values of mean linear intercept than papain-treated mice kept in the chamber with filtered air (47.11±1.49 and 39.33±1.93 miu m, respectively, p=0.002). There was an increase in the density of collagen fibers and in the expression of 8- isoprostane in pulmonary tissue of papain-treated mice that remained in the chamber with ambient air (p<0.05 and p=0.002, respectively). There were no significant differences between these two groups in the amount of cells expressing MAC-2, MMP-12 and caspase-3. There were no significant differences in any of the parameters studied between saline-treated mice kept in the two chambers. We conclude that exposure to urban levels of PM worsens protease-induced emphysema and increases pulmonary remodeling. We suggest that an increase in oxidative stress induced by PM exposure influences this response.

A inalação de material particulado (PM) exerce um papel importante na exacerbação de doenças respiratórias, incluindo DPOC e asma, no entanto os efeitos específicos do PM no desenvolvimento do enfisema pulmonar são ainda pouco descritos na literatura. Neste estudo investigamos os efeitos da exposição crônica a níveis ambientais de PM no desenvolvimento do enfisema e do remodelamento pulmonar em camundongos. Os animais receberam instilação intranasal de solução de papaína ou de solução salina e permaneceram em câmaras situadas em uma área de tráfego intenso de veículos: uma recebia ar ambiente e a outra possuía filtros para PM na entrada de ar. Fizemos medidas morfométricas, de densidade de fibras de colágeno e elástica, análise quantitativa de macrófagos, expressão de MMP- 12 (metaloproteinase de matriz), de isoprostano-8 e de caspase-3 no tecido pulmonar. Os animais que recebram papaína e que foram mantidos na câmara sem filtros apresentaram os maiores valores de intercepto linear médio (Lm) comparados aos que receberam a solução desta mesma substância, mas que permaneceram na câmara com os filtros (47,11±1,49 e 39,33±1,93 miu m, respectivamente, p=0.002). Também observamos um aumento na densidade de fibras de colágeno e na expressão de isoprostano-8 nos pulmões dos animais que receberam papaína e que permaneceram na câmara sem filtros comparado ao grupo que recebeu a mesma substância mas foi mantido na câmara com filtros (p<0,05 e p=0,002, respectivamente). Não houve diferença entre estes dois grupos ao avaliarmos a quantidade de células que expressaram MAC-2, MMP-12 e caspase-3. Não observamos diferença em nenhum dos parâmetros estudados entre os grupos que receberam solução salina, mas foram mantidos em câmaras diferentes. Concluimos que a exposição a níveis ambientais de PM piorou o enfisema induzido pela papaína e resultou em aumento do remodelamento pulmonar. O estresse oxidativo parece ser um dos mecanismos responsáveis por esta resposta. / Inhalation of particulate matter (PM) exacerbates a variety of pulmonary disorders, including COPD and asthma, but the specific effects of PM on the developing of emphysema are largely unknown. We investigated the effects of chronic exposure to ambient levels of PM on the development of emphysema and pulmonary remodeling in mice. Mice received either papain or normal saline and were kept for two months in two chambers in an area of high traffic density: one received ambient air and the other had filters for PM. We performed lung morphometry, measured the density of elastic and collagen fibers and studied the expression of matrix metalloproteinase-12 (MMP-12), macrophage MAC-2, 8-isoprostane and caspase 3. Lungs from papain-treated mice exposed to ambient air presented greater values of mean linear intercept than papain-treated mice kept in the chamber with filtered air (47.11±1.49 and 39.33±1.93 miu m, respectively, p=0.002). There was an increase in the density of collagen fibers and in the expression of 8- isoprostane in pulmonary tissue of papain-treated mice that remained in the chamber with ambient air (p<0.05 and p=0.002, respectively). There were no significant differences between these two groups in the amount of cells expressing MAC-2, MMP-12 and caspase-3. There were no significant differences in any of the parameters studied between saline-treated mice kept in the two chambers. We conclude that exposure to urban levels of PM worsens protease-induced emphysema and increases pulmonary remodeling. We suggest that an increase in oxidative stress induced by PM exposure influences this response.

Dissertation (Ph.D.)--University of South Florida, 2008. / Includes vita. Includes bibliographical references.