Introdução: A disfunção neurogênica do trato urinário inferior (DNTUI) é comum, tendo como causa diversas doenças neurológicas e se apresentando de maneira diversa e heterogênea. O tratamento da DNTUI pode incluir medicamentos, utilização de toxina botulínica intravesical e tratamento cirúrgico. A cirurgia de ampliação vesical é uma alternativa consagrada, usada principalmente no caso de bexigas fibrosadas ou em pacientes refratários ao tratamento conservador ou minimamente invasivo. Os mecanismos que levam à progressão da fibrose vesical e à refratariedade aos tratamentos conservadores nessa população de pacientes não são bem conhecidos. Objetivos: Avaliar a expressão gênica dos fatores relacionados à hipóxia e fibrose nos pacientes com DNTUI e correlacionar o padrão de expressão gênica com as características urodinâmicas dos pacientes estudados. Métodos: Foram avaliados prospectivamente 17 pacientes com DNTUI que foram submetidos à cirurgia de ampliação vesical pelo Departamento de Urologia do HCFMUSP. Os pacientes foram avaliados de acordo com os sintomas clínicos, exames laboratoriais e avaliação urodinâmica completa. Durante a cirurgia foi obtido um fragmento vesical interessando todas as camadas da bexiga para análise de expressão gênica com utilização de qRT-PCR de MMP-1, TIMP-1, HIF1alfa, HIF2alfa, HIF3alfa, iNOS, eNOS, VEGF e CTGF. Amostras vesicais de 9 doadores cadavéricos foram utilizados como controles. Resultados: A média dos pacientes estudados foi de 37,5 anos, com complacência vesical variando entre 3,8 e 50 ml/cmH20, com média de 11,16ml/cmH20. Os pacientes apresentaram superexpressão estatisticamente significativa de TIMP-1 e HIF3alfa e subexpressão estatisticamente significativa de MMP-1. A expressão gênica de HIF1alfa e HIF2alfa também apresentou uma tendência à superexpressão, apesar de não ser estatisticamente significativa (p = 0,14 e p = 0,11). Os outros genes avaliados foram expressos de forma heterogênea. Conclusão: Em pacientes com DNTUI associados a fibrose vesical e/ou refratariedade ao tratamento conservador, que foram submetidos à cirurgia de ampliação vesical, os fatores relacionados ao aumento da deposição da matriz extracelular e à hipóxia parecem ser relevantes na progressão da disfunção vesical. Esse achados são compatíveis com estudos em modelos animais de obstrução infravesical e hipóxia e reforçam a necessidade de estudos complementares para o melhor entendimento da fisiopatologia da progressão da disfunção vesical na DNTUI / Introduction: The neurogenic lower urinary tract dysfunction (NLUTD) is a common complication of a variety of neurological diseases and can present itself in a diverse and heterogeneous way. NLUTD can be treated with anticholinergic or alfa3 agonists drugs, intravesical botulinum toxin and/or surgical treatment. The bladder augmentation surgery is a classic alternative, used mainly in cases of fibrotic bladders or in patients with refractory symptoms with conservative treatment. The mechanisms that lead to the progression of bladder fibrosis and to conservative treatments failure are not well known. Objectives: To evaluate the expression of fibrosis and hypoxia related genes in patients with NLTUD and correlate the pattern of gene expression with urodynamic data of the population studied. Methods: We analyzed bladder specimens of 17 patients with NLUTD undergoing bladder augmentation surgery due to bladder fibrosis or conservative treatment failure. Urodynamic tests were performed in all patients. A bladder fragment was obtained during surgery for relative gene epression with quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) of MMP-1, TIMP-1, HIF1alfa, HIF2alfa, HIF3alfa, iNOS, eNOS, VEGF e CTGF. 9 cadaveric organ donors composed the control group. Results: The mean age of the patients was 37.5 years. Bladder compliance ranged form 3,8 to 50 ml/cmH20, with a mean of 11,16 ml/cmH20. Patients undergoing bladder augmentation surgery presented a statistically significant overexpression of TIMP-1 and HIF3alfa. MMP-1 was statistically significant underexpressed. The gene expression of HIF1alfa and HIF2alfa also showed a tendency to overexpression, although it was not statistically significant (p = 0,14 and p = 0,11). The other genes were expressed heterogenously. Discussion: In patients with NLUTD associated with bladder fibrosis and/or failure to conservative treatment, the gene expression of factors related to increased extracellular matrix deposition and hypoxia appears to be relevant in the progression of bladder dysfunction. These findings are comparable with studies in animal models of bladder oulet obstrucion and hypoxia and reinforces the need for complentary studies to better understand the pathophysiology of the progression of bladder dysfunction in the NLTUD

Introdução: As células do músculo liso vascular (CMLV) são quiescentes nos vasos adultos, com baixa capacidade de migração e de secreção de matriz extracelular, caracterizando fenótipo contrátil. Evidências apontam para a heterogeneidade fenotípica das CMLV ao longo da árvore arterial: há distribuição heterogênea de doenças e de resposta a determinadas drogas nos diferentes vasos, além de variabilidade de expressão dos genes de proteínas contráteis de músculo liso entre eles. O papel das CMLV, em fase adulta, é classicamente descrito como restrito à regulação do tônus de pequenos vasos, sendo insignificante a contribuição da mecânica das CMLV para a complacência das artérias elásticas. Existe a hipótese de que a viscoelasticidade das CMLV contribua para a mecânica final das artérias, sendo o enrijecimento dessas células associado à rigidez arterial. Objetivo: Estudar a variabilidade das propriedades mecânicas e de expressão proteica das CMLV, ao longo da árvore arterial, buscando identificar moduladores regionais para esse fenótipo. Avaliar se situações clínicas sabidamente associadas à rigidez arterial (envelhecimento, sexo feminino pós-menopausa, ancestralidade genética africana, diabetes mellitus e tabagismo) cursam com enrijecimento de CMLV. Métodos: 1) Estudou-se a composição e a organização da camada média de diferentes artérias. As CMLV desses vasos foram avaliadas quanto à viscoelasticidade de citoplasma (G), por meio do ensaio de Citometria Magnético Ótica de Oscilação e, quanto à expressão proteica global, usando cromatografia multidimensional e espectrometria de massas em tandem de alta resolução (Proteômica Shotgun). Os dados mecânicos obtidos foram correlacionados com as características da matriz extracelular (MEC) dos vasos de origem (porcentagem de elastina e quantidade de MEC). Em paralelo, foi realizado experimento de estiramento cíclico (10%/1Hz) das CMLV das diferentes artérias por 24 e 48h, seguido pela mensuração de rigidez de citoplasma. 2) Foram isoladas as CMLV de fragmentos de artéria mamária de 80 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio, células essas que foram avaliadas quanto à viscoelasticidade de citoplasma (G, G\' e G\'\'). Elaborou-se modelo estatístico para avaliar se as variáveis clínicas idade, sexo feminino, ancestralidade africana, tabagismo e diabetes mellitus estavam associadas a alterações de mecânica celular. Resultados: 1) A viscoelasticidade das CMLV variou significativamente entre as artérias. As CMLV provenientes de artérias distais (artérias femoral e renal) mostraram-se significativamente mais rígidas que as CMLV de aorta torácica (p < 0,001). Identificou-se correlação negativa entre rigidez de CMLV e quantidade de MEC / elastina na camada média vascular. O regime de estiramento cíclico por 48h reduziu globalmente a rigidez das CMLV. As CMLV provenientes da aorta torácica expressaram maior quantidade de proteínas relacionadas com a estrutura e a organização do citoesqueleto em relação às CMLV da artéria femoral. 2) Constatou-se variabilidade interindividual de viscoelasticidade de CMLV e associação entre tabagismo e sexo feminino com enrijecimento de CMLV. Conclusões: As CMLV são heterogêneas quanto às propriedades mecânicas, à organização do citoesqueleto e à expressão proteica ao longo da árvore arterial, reforçando o conceito de plasticidade fenotípica das CMLV. A mecânica das CMLV é modulada pelas características da MEC e pela tensão circunferencial cíclica aplicada às paredes vasculares pelo fluxo sanguíneo. Mulheres pós-menopausa e tabagistas exibem enrijecimento de CMLV, sendo esse fato um provável contribuinte para a rigidez arterial associada a essas condições e um possível alvo terapêutico a ser avaliado futuramente / Rational: Vascular smooth muscle cells (VSMC) lose their ability to migrate and secrete extracellular matrix (ECM) with the end of vascular development, condition known as contractile phenotype and reversible in the presence of vascular injury. There is evidence of heterogeneity of VSMC phenotype along arterial tree, as the distribution of diseases (atherosclerosis) and the response to drugs vary between different vessels, as well as the expression of smooth muscle-contractile protein genes. The role played by VSMC mechanics on determining large arteries\' compliance was always considered irrelevant. It has been hypothesized that the VSMC mechanical properties are important for vascular mechanics, especially in the pathological scenario, where VSMC stiffening may be associated with arterial rigidity. Goals: Study the variation of VSMC mechanics and protein expression along arterial tree, identifying regional modulators of this phenotype. Evaluate if clinical situations associated with arterial rigidity (ageing, post-menopausal women, African ancestry, diabetes mellitus and smoking) concur with VSMC stiffening. Methods: 1) Different arteries were studied in terms of composition and organization of their media layer. VSMC isolated from these arteries were evaluated regarding cytoplasm viscoelasticity, measured using Optical Magnetic Twisting Cytometry Assay (OMTC), and protein expression, using two-dimensional liquid chromatography and tandem mass spectrometry (Shotgun Proteomics). Mechanical data were correlated with ECM characteristics (percentage of elastin and ECM amount) of the vessels of origin. In parallel, VSMC of different arteries were subjected to cyclic stretching (10%/1Hz) during 24 and 48h, followed by the measurement of their cytoplasm rigidity. 2) VSMC were isolated from fragments of mammary artery of 80 patients subjected to coronary bypass surgery and evaluated regarding their viscoelasticity (G, G\' e G\'\'). A statistic model was elaborated to address if the clinical variables age, female sex, African ancestry, smoking and diabetes mellitus were associated with changes of VSMC mechanics. Results: 1) VSMC viscoelasticity varied significantly amongst the studied arteries. VSMC from heart-distant arteries (femoral and renal arteries) were stiffer than VSMC from thoracic aorta (p < 0,001). There was a negative correlation between VSMC rigidity and the amount of ECM / percentage of elastin within the media layer. 48h-cyclic stretching was associated with a global reduction of VSMC rigidity. VSMC of thoracic aorta expressed significantly more proteins associated with cytoskeleton structure and organization than VSMC of femoral artery. 2) There was a significant inter-individual variation of VSMC viscoelasticity. Smoking and female sex were associated with VSMC stiffening. Conclusion: VSMC mechanics, cytoskeleton organization and protein expression are heterogeneous along arterial tree. VSMC mechanical properties are modulated by ECM characteristics and by regional mechanical forces. This reinforces the concept of phenotypic heterogeneity of VSMC. Post-menopausal women and smokers exhibit stiffer VSMC, representing an important factor for the understanding of the arterial rigidity associated with these conditions and also a possible future therapeutic target

As metaloproteinases, abundantes em venenos de serpentes da família Viperidae, apresentam homologia estrutural e funcional com as metaloproteinases de mamíferos (MMPs), cujos níveis estão elevados em doenças de natureza inflamatória, como a aterosclerose. A metaloproteinase BaP1, do veneno da serpente Bothrops asper, apresenta potente atividade inflamatória e constitui ferramenta científica importante para o estudo das ações das MMPs. Durante a aterosclerose, as células de músculo liso vascular (CMLVs) mudam do fenótipo contrátil para sintético, migram para a camada subendotelial do vaso, liberam mediadores inflamatórios e expressam MMPs. No entanto, o papel destas enzimas na resposta inflamatória das CMLVs e a potencial relação deste efeito com a migração das mesmas, não foi esclarecida. Neste estudo, investigou-se os efeitos da BaP1 em CMLVs, quanto à 1) indução da migração; 2) liberação de diferentes classes de mediadores inflamatórios e expressão de moléculas de adesão; 3) indução da mudança fenotípica das CMLVs; 4) expressão e participação de enzimas de síntese de prostaglandinas e de receptores de PGE2 na liberação deste eicosanoide; 5) participação de eicosanoides e da IL-1&#946 na migração e mudança de fenótipo das CMLVs. Os resultados obtidos, a partir dos ensaios de transwell e wound healing, mostraram que a BaP1(50nM) induziu a migração das CMLVs, após 48 h, mas não a proliferação celular, observada pelo ensaio de ciclo celular. Além disso, a metaloproteinase induziu aumento da liberação de PGE2 (1-48h), LTB4 (1-3h), IL-1&#946 (12-24h), MCP-1 (24-48h) e fractalcina (24-48h), mas não de PGI2 e nem TXA2, analisados por ensaios de EIA e multiplex. Ainda, a BaP1 aumentou a expressão proteica de COX-2 (1° h) e de PGESm-1 (4° h), analisada por Western blotting, e expressão gênica das sFLA2-IIA (30 min) e cFLA2-IVA (30 min), verificada por PCR em tempo real, sem alterar os níveis de COX-1, dos receptores EP1, EP2, EP3 e EP4, de ICAM-1 e VCAM-1 e da iFLA2. A intervenção farmacológica com os inibidores de COX-2 ou de FLA2 intracelulares reduziu a liberação de PGE2 induzida pela BaP1. Além disso, o pré-tratamento das células com o inibidor da FLAP e com os antagonistas do receptor de IL-1&#946 ou do receptor EP3 reduziu a migração celular induzida pela BaP1. Esta metaloproteinase também induziu a mudança de fenótipo contrátil para o sintético, das CMLVs, verificada pela diminuição da expressão de &#945-actina pelo ensaio de citometria de fluxo. A inibição da COX-2 e da FLAP não alterou este efeito. Este conjunto de dados demonstra a capacidade da BaP1 estimular diretamente as CMLVs para migração, liberação de mediadores inflamatórios e a expressão de COX-2, PGESm-1, sFLA2-IIA e cFLA2-IVA. A produção de PGE2 induzida pela BaP1 depende das FLA2s intracelulares, com ativação das vias da COX-1 e -2. A migração das CMLVs, induzida pela BaP1, depende da PGE2 via ativação do receptor EP3, do LTB4 e da IL-1&#946. Ainda, esta metaloproteinase estimula a mudança fenotípica das CMLVs para o estágio sintético, em que as CMLVs migram e proliferam. Os dados deste estudo, ao demonstrarem que as metaloproteinases contribuem para o desenvolvimento de eventos inflamatórios, em CMLVs, apontam um papel adicional desta classe de enzimas em doenças de natureza inflamatória, como a aterosclerose. / Metalloproteinases are abundant enzymes in Viperidae family snake venoms and exhibit structural and functional homology with mammalian matrix metalloproteinases (MMPs). The levels of these enzymes are incresead in inflammatory diseases, such as atherosclerosis. The BaP1 metalloproteinase from Bothrops asper snake venom presents potent inflammatory activity and constitutes important scientific tool for the study of the actions of MMPs. During atherosclerosis, vascular smooth muscle cells (VSMCs) switch their phenotype from a contractile to a synthetic state, migrate into the subendothelial vessel layer, release inflammatory mediators and express high levels of MMPs. However, the role of these enzymes in the inflammatory response of VSMCs and the potential relationship of this effect with cell migration have not been clarified. In this study, we investigated the effects of BaP1 on CMLVs with focus on: 1) induction of cell migration; 2) release of different classes of inflammatory mediators and protein expression of adhesion molecules; 3) induction of VSMCs phenotype switching; 4) expression and participation of prostaglandin synthesis enzymes and PGE2 receptors in the release of this eicosanoid; 5) participation of eicosanoids and IL-1&#946 in migration and phenotype switching of VSMCs. Results obtained from the transwell and wound healing assays showed that BaP1 (50nM) induced VSMCs migration after 48 h, but not cell proliferation, observed by the cell cycle assay. In addition, this metalloproteinase caused release of PGE2 (1-48h), LTB4 (1-3h), IL-1 (12-24h), MCP-1 (24-48h) and fractalkine (24-48h), but not PGI2 and TXA2, analyzed by EIA and multiplex assays. Furthermore, BaP1 increased protein expression of COX-2 (1 h) and PGESm-1 (4 h), analyzed by western blotting and gene expression of sFLA2-IIA (30 min) and cFLA2-IVA (30 min), evaluated by real-time PCR, without altering COX-1, EP1, EP2, EP3 and EP4, ICAM-1 and VCAM-1 and iFLA2 levels. Pharmacological intervention with COX-2 or intracellular FLA2 inhibitors reduced PGE2 release induced by BaP1. In addition, pretreatment of cells with either a FLAP inhibitor, or IL-1&#946 receptor, or EP3 receptor antagonist reduced cell migration induced by BaP1. This metalloproteinase also induced conversion of contractile VSMCs to an synthetic phenotype, as evidenced by decrease of -actin expression, analyzed by flow cytometry assay. Inhibition of COX-2 and FLAP did not alter this effect. Altogether, these data demonstrate the ability of BaP1 to directly stimulate VSMCs for migration, release of inflammatory mediators and expression of COX-2, PGESm-1, sFLA2-IIA and cFLA2-IVA. PGE2 production induced by BaP1 depends on the intracellular FLA2s, with activation of COX-1 and -2 pathways. VSMCs migration induced by BaP1 depends on PGE2 via EP3 receptor engagement, LTB4 and IL-1&#946. Furthermore, this metalloproteinase stimulates VSMCs phenotypic switching to a synthetic phenotype, in which these cells migrate and proliferate. These data demonstrate that metalloproteinases can contribute to the development of inflammatory events in VSMCs, evidencing an additional role of this class of enzymes in inflammatory diseases, such as atherosclerosis.

Modelos matemáticos são utilizados como ferramentas na avaliação da mecânica respiratória para a compreensão da fisiologia e patologias do sistema respiratório. A presente pesquisa visou avaliar, através da aplicação de modelos matemáticos, a mecânica respiratória em camundongos submetidos à metacolina. Deu-se ênfase no modelo linear de compartimento único e suas variantes não lineares. Camundongos C57BL/6 (n = 8) foram traqueostomizados, ventilados mecanicamente (flexiVent, SCIREQ, Canadá) e perturbações em volume foram aplicadas para a modelagem do sistema respiratório. O protocolo experimental foi elaborado de forma a se analisar a variação dos parâmetros respiratórios durante a aplicação do agente broncoativo e também se verificou a divisão do sinal quasi-senoidal em expirações e inspirações durante a técnica de oscilação forçada (FOT) com perturbação de frequência 2,5 Hz. Com base nisso, uma rotina computacional própria foi desenvolvida para a análise dos experimentos realizados no ventilador mecânico e foram pesquisadas as vantagens e desvantagens dos modelos matemáticos aplicados. Os resultados demonstraram um aumento no desvio padrão dos parâmetros do modelo linear unicompartimental e suas variantes não lineares após a aplicação do broncoconstritor. Acredita-se que esta grande variação nos parâmetros esteja relacionada com o enrijecimento do parênquima e da heterogeneidade da ventilação pulmonar após a utilização da droga. Devido à correlação dos parâmetros do modelo com a fisiologia ocorrer somente no modelo linear, acredita-se que este ainda é o mais indicado na avaliação da mecânica respiratória e as variantes não lineares seriam indicadas como opção em casos onde o modelo linear é incapaz de realizar ajustes adequados ou para informações complementares. / Mathematical models are used as tools in the assessment of respiratory mechanics for the understanding of the physiology and pathologies of the respiratory system. This study aimed to assess the respiratory mechanics by applying mathematical models in mice subjected to challenges with methacholine. Emphasis was placed on linear single-compartment model and its nonlinear variants. C57BL/6 mice (n = 8) were tracheostomized, mechanically ventilated (flexiVent, SCIREQ, Canada) and disturbances in volume were applied to the modeling of the respiratory system. The experimental protocol was developed in order to analyze the variation of respiratory parameters during the application of the bronchoactive agent. The division of quasisinusoidal signal in expirations and inspirations during the forced oscillation technique (FOT) with frequency perturbation of 2.5 Hz was also observed. Based on that, a proper computational routine was developed in order to analyze the experiments in the mechanical ventilator and the advantages and disadvantages of the applied mathematical models. The results demonstrated an increase in the standard deviation of the linear single-compartment model and its nonlinear variants parameters after the application of bronchoconstrictor. It is believed that this large variation in the parameters relates to the parenchyma stiffening and to the heterogeneity of pulmonary ventilation after the use of the drug. Due to the fact that the correlation between the model parameters and the physiology occurred only in the linear model, it is believed that this is still the most suitable model in the assessment of respiratory mechanics. Nonlinear variations of the single-compartment model would be indicated only as an option, for example, in cases where the linear model is incapable of performing appropriate fits or when additional information about the respiratory system is required.

Modelos matemáticos são utilizados como ferramentas na avaliação da mecânica respiratória para a compreensão da fisiologia e patologias do sistema respiratório. A presente pesquisa visou avaliar, através da aplicação de modelos matemáticos, a mecânica respiratória em camundongos submetidos à metacolina. Deu-se ênfase no modelo linear de compartimento único e suas variantes não lineares. Camundongos C57BL/6 (n = 8) foram traqueostomizados, ventilados mecanicamente (flexiVent, SCIREQ, Canadá) e perturbações em volume foram aplicadas para a modelagem do sistema respiratório. O protocolo experimental foi elaborado de forma a se analisar a variação dos parâmetros respiratórios durante a aplicação do agente broncoativo e também se verificou a divisão do sinal quasi-senoidal em expirações e inspirações durante a técnica de oscilação forçada (FOT) com perturbação de frequência 2,5 Hz. Com base nisso, uma rotina computacional própria foi desenvolvida para a análise dos experimentos realizados no ventilador mecânico e foram pesquisadas as vantagens e desvantagens dos modelos matemáticos aplicados. Os resultados demonstraram um aumento no desvio padrão dos parâmetros do modelo linear unicompartimental e suas variantes não lineares após a aplicação do broncoconstritor. Acredita-se que esta grande variação nos parâmetros esteja relacionada com o enrijecimento do parênquima e da heterogeneidade da ventilação pulmonar após a utilização da droga. Devido à correlação dos parâmetros do modelo com a fisiologia ocorrer somente no modelo linear, acredita-se que este ainda é o mais indicado na avaliação da mecânica respiratória e as variantes não lineares seriam indicadas como opção em casos onde o modelo linear é incapaz de realizar ajustes adequados ou para informações complementares. / Mathematical models are used as tools in the assessment of respiratory mechanics for the understanding of the physiology and pathologies of the respiratory system. This study aimed to assess the respiratory mechanics by applying mathematical models in mice subjected to challenges with methacholine. Emphasis was placed on linear single-compartment model and its nonlinear variants. C57BL/6 mice (n = 8) were tracheostomized, mechanically ventilated (flexiVent, SCIREQ, Canada) and disturbances in volume were applied to the modeling of the respiratory system. The experimental protocol was developed in order to analyze the variation of respiratory parameters during the application of the bronchoactive agent. The division of quasisinusoidal signal in expirations and inspirations during the forced oscillation technique (FOT) with frequency perturbation of 2.5 Hz was also observed. Based on that, a proper computational routine was developed in order to analyze the experiments in the mechanical ventilator and the advantages and disadvantages of the applied mathematical models. The results demonstrated an increase in the standard deviation of the linear single-compartment model and its nonlinear variants parameters after the application of bronchoconstrictor. It is believed that this large variation in the parameters relates to the parenchyma stiffening and to the heterogeneity of pulmonary ventilation after the use of the drug. Due to the fact that the correlation between the model parameters and the physiology occurred only in the linear model, it is believed that this is still the most suitable model in the assessment of respiratory mechanics. Nonlinear variations of the single-compartment model would be indicated only as an option, for example, in cases where the linear model is incapable of performing appropriate fits or when additional information about the respiratory system is required.

Introdução: As células do músculo liso vascular (CMLV) são quiescentes nos vasos adultos, com baixa capacidade de migração e de secreção de matriz extracelular, caracterizando fenótipo contrátil. Evidências apontam para a heterogeneidade fenotípica das CMLV ao longo da árvore arterial: há distribuição heterogênea de doenças e de resposta a determinadas drogas nos diferentes vasos, além de variabilidade de expressão dos genes de proteínas contráteis de músculo liso entre eles. O papel das CMLV, em fase adulta, é classicamente descrito como restrito à regulação do tônus de pequenos vasos, sendo insignificante a contribuição da mecânica das CMLV para a complacência das artérias elásticas. Existe a hipótese de que a viscoelasticidade das CMLV contribua para a mecânica final das artérias, sendo o enrijecimento dessas células associado à rigidez arterial. Objetivo: Estudar a variabilidade das propriedades mecânicas e de expressão proteica das CMLV, ao longo da árvore arterial, buscando identificar moduladores regionais para esse fenótipo. Avaliar se situações clínicas sabidamente associadas à rigidez arterial (envelhecimento, sexo feminino pós-menopausa, ancestralidade genética africana, diabetes mellitus e tabagismo) cursam com enrijecimento de CMLV. Métodos: 1) Estudou-se a composição e a organização da camada média de diferentes artérias. As CMLV desses vasos foram avaliadas quanto à viscoelasticidade de citoplasma (G), por meio do ensaio de Citometria Magnético Ótica de Oscilação e, quanto à expressão proteica global, usando cromatografia multidimensional e espectrometria de massas em tandem de alta resolução (Proteômica Shotgun). Os dados mecânicos obtidos foram correlacionados com as características da matriz extracelular (MEC) dos vasos de origem (porcentagem de elastina e quantidade de MEC). Em paralelo, foi realizado experimento de estiramento cíclico (10%/1Hz) das CMLV das diferentes artérias por 24 e 48h, seguido pela mensuração de rigidez de citoplasma. 2) Foram isoladas as CMLV de fragmentos de artéria mamária de 80 pacientes submetidos à cirurgia de revascularização do miocárdio, células essas que foram avaliadas quanto à viscoelasticidade de citoplasma (G, G\' e G\'\'). Elaborou-se modelo estatístico para avaliar se as variáveis clínicas idade, sexo feminino, ancestralidade africana, tabagismo e diabetes mellitus estavam associadas a alterações de mecânica celular. Resultados: 1) A viscoelasticidade das CMLV variou significativamente entre as artérias. As CMLV provenientes de artérias distais (artérias femoral e renal) mostraram-se significativamente mais rígidas que as CMLV de aorta torácica (p < 0,001). Identificou-se correlação negativa entre rigidez de CMLV e quantidade de MEC / elastina na camada média vascular. O regime de estiramento cíclico por 48h reduziu globalmente a rigidez das CMLV. As CMLV provenientes da aorta torácica expressaram maior quantidade de proteínas relacionadas com a estrutura e a organização do citoesqueleto em relação às CMLV da artéria femoral. 2) Constatou-se variabilidade interindividual de viscoelasticidade de CMLV e associação entre tabagismo e sexo feminino com enrijecimento de CMLV. Conclusões: As CMLV são heterogêneas quanto às propriedades mecânicas, à organização do citoesqueleto e à expressão proteica ao longo da árvore arterial, reforçando o conceito de plasticidade fenotípica das CMLV. A mecânica das CMLV é modulada pelas características da MEC e pela tensão circunferencial cíclica aplicada às paredes vasculares pelo fluxo sanguíneo. Mulheres pós-menopausa e tabagistas exibem enrijecimento de CMLV, sendo esse fato um provável contribuinte para a rigidez arterial associada a essas condições e um possível alvo terapêutico a ser avaliado futuramente / Rational: Vascular smooth muscle cells (VSMC) lose their ability to migrate and secrete extracellular matrix (ECM) with the end of vascular development, condition known as contractile phenotype and reversible in the presence of vascular injury. There is evidence of heterogeneity of VSMC phenotype along arterial tree, as the distribution of diseases (atherosclerosis) and the response to drugs vary between different vessels, as well as the expression of smooth muscle-contractile protein genes. The role played by VSMC mechanics on determining large arteries\' compliance was always considered irrelevant. It has been hypothesized that the VSMC mechanical properties are important for vascular mechanics, especially in the pathological scenario, where VSMC stiffening may be associated with arterial rigidity. Goals: Study the variation of VSMC mechanics and protein expression along arterial tree, identifying regional modulators of this phenotype. Evaluate if clinical situations associated with arterial rigidity (ageing, post-menopausal women, African ancestry, diabetes mellitus and smoking) concur with VSMC stiffening. Methods: 1) Different arteries were studied in terms of composition and organization of their media layer. VSMC isolated from these arteries were evaluated regarding cytoplasm viscoelasticity, measured using Optical Magnetic Twisting Cytometry Assay (OMTC), and protein expression, using two-dimensional liquid chromatography and tandem mass spectrometry (Shotgun Proteomics). Mechanical data were correlated with ECM characteristics (percentage of elastin and ECM amount) of the vessels of origin. In parallel, VSMC of different arteries were subjected to cyclic stretching (10%/1Hz) during 24 and 48h, followed by the measurement of their cytoplasm rigidity. 2) VSMC were isolated from fragments of mammary artery of 80 patients subjected to coronary bypass surgery and evaluated regarding their viscoelasticity (G, G\' e G\'\'). A statistic model was elaborated to address if the clinical variables age, female sex, African ancestry, smoking and diabetes mellitus were associated with changes of VSMC mechanics. Results: 1) VSMC viscoelasticity varied significantly amongst the studied arteries. VSMC from heart-distant arteries (femoral and renal arteries) were stiffer than VSMC from thoracic aorta (p < 0,001). There was a negative correlation between VSMC rigidity and the amount of ECM / percentage of elastin within the media layer. 48h-cyclic stretching was associated with a global reduction of VSMC rigidity. VSMC of thoracic aorta expressed significantly more proteins associated with cytoskeleton structure and organization than VSMC of femoral artery. 2) There was a significant inter-individual variation of VSMC viscoelasticity. Smoking and female sex were associated with VSMC stiffening. Conclusion: VSMC mechanics, cytoskeleton organization and protein expression are heterogeneous along arterial tree. VSMC mechanical properties are modulated by ECM characteristics and by regional mechanical forces. This reinforces the concept of phenotypic heterogeneity of VSMC. Post-menopausal women and smokers exhibit stiffer VSMC, representing an important factor for the understanding of the arterial rigidity associated with these conditions and also a possible future therapeutic target

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:31Z : No. of bitstreams: 1 Publico-474.pdf: 1648088 bytes, checksum: ac90101ea1d6072c64d4dd6e9a18d152 (MD5) / Justificativa: O presente trabalho aborda os efeitos de novos inibidores de acetilcolinesterase (AChE) na reatividade farmacológica e neurotransmissão em ratos e camundongos. Os novos anticolinesterásicos, ITH12118 e ITH12117, têm estrutura híbrida, derivada da molécula do anticolinesterásico Tacrina e da 1,4 diidropiridina nimodipina, inibidor de canal de Ca2+ do tipo L. O objetivo da síntese foi obter fármacos candidatos para o tratamento da Doença de Alzheimer. Materiais e métodos. Os experimentos de contração foram feitos inicialmente para comparar a ação de ITH12118 e ITH12117 com Fisostigmina, Tacrina, e Nimodipina em ductos deferentes de ratos (DDR) e camundongos (DDC) em curva concentração-efeito (CCE) para acetilcolina (ACh), avaliando-se os parâmetros efeito máximo (Emax), dose eficaz 50 (DE50), afinidade aparente (pD2), relação de doses (Dose Ratio, DR) para avaliar a potencialização da resposta da ACh pelos inibidores de AChE e responsividade relativa (&#61554;) para avaliar o efeito máximo do receptor de ACh. Para estudar o papel do Ca2+ foram feitas curvas cumulativas e tempo-efeito para o íon na presença dos inibidores de AChE ou nimodipina, além da medida de Ca2+ citosólico com sonda fluorescente FURA-2AM. Realizou-se também curvas por estimulação elétrica transmural para estudar o efeito sobre a contração neurogênica. CCE para NA também foram feitas. Além disso, foi medida a atividade da enzima AChE em microplaca, na presença dos inibidores. Foram feitos testes após o tratamento in vivo com Fisostigmina, e testes de aprendizado e memória em camundongos após tratamento com Tacrina e ITH12118. Resultados. Por alteração de DR, observou-se maior potenciação das curvas de ACh pela Fisostigmina, seguido da Tacrina e ITH12118 em DDR e discreta potenciação na presença de Fisostigmina e Tacrina em DDC. Entretanto, o Emax das curvas de ACh caiu drasticamente na presença dos anticolinesterásicos em DDR e em DDC, na presença de ITH12118 e ITH12117. Os experimentos para Ca2+ evidenciaram uma inibição significativa com a Nimodipina e ITH12118 em DDR, sendo que em DDC o ITH12117 também bloqueou a contração. Em relação à contração por estímulos elétricos, observamos somente bloqueio da fase tônica por ITH12118. Os experimentos em microplaca mostraram inibição da AChE pela Fisostigmina e Tacrina em DDR, DDC e SNC (córtex) de rato e camundongo, com inibição da enzima pelos compostos ITH12118 e ITH12117 somente em maiores concentrações. Em córtex de rato e camundongo, ITH12118 e ITH12117 mostraram maior potência de inibição. Observou-se maior proporção de BuChE em DDR, e experimentos preliminares de contração induzida com ACh realizados na presença de Iso-OMPA, inibidor seletivo de BuChE, e Fisostigmina, mostraram que a diminuição do Emax é menor que na presença de Fisostigmina isoladamente. A CCE para NA foi bloqueada em DDR pela Nimodipina e ITH12118, e em DDC pela Nimodipina, ITH12118 e ITH12117. Após tratamento in vivo, CCE para ACh não foram deslocadas. A avaliação de memória e aprendizado não apresentou diferenças em relação aos controles, porém houve tendência de maior retenção de memória após Tacrina e ITH12118. Conclusões. A potenciação da ACh no eixo das doses é coerente com o mecanismo de inibição da colinesterase pelos antagonistas. Entretanto ainda merece explicação a redução observada no Emax. Conforme os experimentos de contração, os compostos ITH12118 e ITH12117 apresentaram maior potência como bloqueadores de canal de Ca2+ do que como anticolinesterásicos. Os achados em relação às diferenças entre DDR e DDC parecem ser relacionadas à maior concentração de BuChE em DDR, mas esta observação deve ser melhor investigada. / Justification: The present work considers the effects of new inhibitors of acetylcholinesterase (AChE) on the reactivity and neurotransmission in rats and mice. The new anticholinesterase compounds, ITH12118 and ITH12117, have an hybrid stucture, derived from the molecule of of the anticholinesterase Tacrine and the 1,4 dihydropyridine nimodipine, a blocker of l-type calcium channel blocker. The objective of the syntesis was to obtain drugs as candidates for the theatment of Alzheimer’s disease. Material and Methods: Contraction experiments were initialy made to compare de actions of ITH12118 and ITH12117 with that of Physostigmine, Tacrine and Nimodipine in vas deferens of rats (RVD) and mice (MVD) on concentration-response curves (CRC) for ACh, for the measurement of the folowwing parameters: maximum effect (Emax), 50% effective dose (ED50), aparent affinity (pD2), dose ratio for agonist (DR) to evaluate the potentiation by cholinesterase blockers, intrinsic activity (a) of agonists and relative responsiveness (&#61554;) to evaluate the maximum effect of ACh receptor. For the study of the role of calcium, cumulative and time-response curves for this ion were made, in the presence of cholinesterase blockers and Nimodipine, besides the measurement of cytosolic calcium by means of fluorescent FURA-2AM. In addition, curves for transmural electrical stimulation were also made for the study of neurogenic contractions. CRC for NA were also made. Furthermore, the activity of the enzyme AchE was also analysed in microplates, in the presence of blockers. Finaly, tests after treatment in vivo were made for Physostigmine and tests for learning and memory of mice, after treatment with Tacrine and ITH12118. Results: After measuments of DR, we have observer a higher potentiation of the curves of ACh by Physostigmine, followed by Tacrine and ITH12118 in RVD, and a slght potentiation by Physostigmine and Tacrine in MVD. However, the Emax of the CRC for ACh was greatly decreased in the presence of anticholinesterase blockers in RVD and and in MVD after ITH12118 and ITH12117. The experiments with Ca2+ showed a significant block by Nimodipine and ITH12118 in RVD, and by ITH12117 in MVD. In relation to the contraction by electrical transmural stimulation, just a block of tonic contraction was induced by ITH12118. The experiments in microplates showed a block of AChH by Fisotigmine and Tacrine in RVD and MVD, and in rat and mouse in Central Nervous Sistem, with a blockade by higher concentrations of ITH12118 and ITH12117. In rat and mouse cortex ITH12118 and ITH12117 showed a higher potency of blockade. A higher proportion of BuChE was shown in RVD, and in preliminary contraction experiments with Iso-OMPA, a selective blocker of BuChE, and Physostigmine, showed that a reduction of Emax is lower in the presence of Physostigmine isolatedly. The curves for NA were blocked in RVD by Nimodipine and ITH12118 and by Nimodipine, ITH12118 and ITH12117 in MVD. After treatment in vivo, the curves for ACh were not displaced. The evaluation of learning and memory did not show significant differences from controls, but a tendency for a higher retention of memory was presented after Tacrine and ITH12117. Conclusions: The potentiation of ACh in the dosis axis is within the expectations for the block of cholinesterase by the antagonists. However, the decrease of Emax needs further investigation. According to the contraction experiments, compounds ITH12118 and ITH12117 showed a higher potency as blockers of calcium channels than of cholinesterase. The changes between RVD and MVD seem to be related to the higher concentration of BuChE in RVD, but this point needs additional investigation. / TEDE

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7372344 bytes, checksum: 1300f16a278dc5441d8295112a100645 (MD5) Previous issue date: 2013-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Many Annonaceae species are odoriferous due to the presence of essential oils and these have attracted great pharmacological interest because they have action on smooth muscle. Thus, we aimed to investigate a possible spasmolytic activity of essential oils of leaves from Xylopia langsdorfiana A. St.-Hil. & Tul. (XL-OE), Xylopia frutescens Aubl. (XF-OE) e Rollinia leptopetala R. E. Fries (RL-OE) species on rat aorta, rat uterus and guinea pig trachea and ileum, and so elucidate the action mechanism of the essential oil that to present the better spasmolytic effect in one of the tested organs. Isometric and isotonic contractions and cytosolic Ca2+ were measured. In preliminary pharmacological screening all essential oils presented a higher spasmolytic potency and efficacy on guinea pig ileum, when compared with the other organs, being RL-OE the most promising natural product. So we decided to characterize the action mechanism of RL-OE on this organ. RL-OE inhibited cumulative concentration-response curves to histamine, and these were shifted to the right, in a non-parallel manner, with Emax reduction, discarding thus a competitive type antagonism and relaxed the guinea pig ileum contracted by KCl (40 mM), CCh (10-6 M) or histamine (10-6 M). How the common pathway of signaling of these contractile agents are the voltage-gated Ca2+ channels (CaV), we hypothesized that RL-OE would be preventing the Ca2+ influx through CaV. it was observed that RL-OE antagonized the CaCl2- induced contractions in a depolarizing medium namely without Ca2+, in addition to relax guinea pig ileum pre-contracted by S-(-)-Bay K 8644, a CaV-L selective agonist, demonstrating that the CaV subtype involved is CaV-L. How the relaxant potency of RL-OE was higher when the organ was pre-contracted by KCl this is suggestive that other mechanism would be involved on RL-OE spasmolytic effect. Since the CaV can be modulated by K+ channels, we decided to investigate these channels. The RL-OE spasmolytic action seems to involve the positive activation/modulation of valtege-gated (KV) and large conductance calcium-activated (BKCa) K+ channels, since there was a right-shift of RL-OE relaxation curve in the presence of the following blockers: 4-aminopyridine (4-AP), selective to KV; tetraethylammonium (TEA+) 1 mM and IbTX, selectives to BKCa. The confirmation of KV and BKCa participation was carried out by a simultaneous blockade (TEA+ and 4-AP) and verified since the relaxant potency was similar when in the presence of non-selective blocker (CsCl). In cellular experiments, the viability of longitudinal layer myocytes from guinea pig ileum was not altered in RL-OE (81 μg/mL) presence and the fluorescence intensity in these intestinal myocytes stimulated by histamine was reduced due to cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]c). Thus the mechanism of action spasmolytic of RL-OE on guinea pig ileum involves blocking the Ca2+ influx, by CaV, in addition to positive activation/modulation of KV and BKCa, that would lead to reduced of [Ca2+]c and consequent relaxation of this organ. / Muitas espécies de Annonaceae são odoríferas, devido à presença de óleos essenciais e estes têm despertado um grande interesse farmacológico por apresentarem atividade sobre a musculatura lisa. Assim, decidiu-se investigar a possível atividade espasmolítica dos óleos essenciais das folhas das espécies Xylopia langsdorfiana A. St.-Hil. & Tul. (XL-OE), Xylopia frutescens Aubl. (XF-OE) e Rollinia leptopetala R. E. Fries (RL-OE) em aorta de rato, útero rata, traqueia e íleo de cobaia, além de elucidar o mecanismo de ação do óleo essencial que apresentasse uma melhor atividade espasmolítica em um dos órgãos testados. Foram realizadas medidas de contrações isotônicas e isométricas e do cálcio citosólico. Na triagem farmacológica preliminar todos os óleos essenciais apresentam maior eficácia e potência espasmolítica em íleo de cobaia, quando comparados aos outros órgãos, sendo o RL-OE o produto natural mais promissor. Assim, passou-se a caracterizar o mecanismo de ação do RL-OE nesse órgão. O RL-OE inibiu as curvas cumulativas à histamina, desviando-as para direita, de maneira não paralela e com redução do Emax, descartando um antagonismo do tipo competitivo, além de relaxar o íleo pré-contraído por KCl (40 mM), carbacol (10-6 M) ou histamina (10-6 M). Como o passo comum na via de sinalização destes agentes contráteis são os canais de Ca2+ dependentes de voltagem (CaV), hipotetizou-se que o RL-OE estaria impedindo o influxo de Ca2+ através destes canais. Foi observado que o RL-OE antagonizou as contrações induzidas por CaCl2 em meio despolarizante nominalmente sem Ca2+, além de relaxar o íleo pré-contraído por S-(-)-Bay K 8644, um agonista dos CaV-L, demonstrando que o subtipo de CaV envolvido é o CaV-L. Como a potência relaxante do RL-OE foi maior quando o órgão foi pré-contraído com KCl do que pelo S-(-)-Bay K8644 é sugestivo de que outros mecanismos estão envolvidos no efeito espasmolítico do RL-OE. Sabendo que os CaV podem ser modulados pelos canais de K+, decidiu-se investigar a participação desses canais. A ação espasmolítica do RL-OE parece envolver ativação/modulação positiva dos canais de K+ dependentes de voltagem (KV) e dos ativados por Ca2+ de grande condutância (BKCa), uma vez que houve desvio da curva de relaxamento do RL-OE para direita na presença dos bloqueadores: 4-aminopiridina (4-AP), seletivo para os KV; tetraetilamônio (TEA+) 1 mM e iberiotoxina, seletivos para os BKCa. A confirmação da participação dos KV e BKCa foi feita através do bloqueio simultâneo (TEA+ e 4-AP) e constatada, uma vez que, a potência relaxante foi similiar quando o bloqueio era realizado por um bloqueador não seletivo dos canais de K+ (CsCl). Nos experimentos celulares, a viabilidade dos miócitos da camada longitudinal do íleo de cobaia não foi alterada na presença do RL-OE (81 μg/mL) e a intensidade de fluorescência nos miócitos intestinais estimulados por histamina foi reduzida em consequência da redução da concentração citosólica de Ca2+ ([Ca2+]c). Assim, o mecanismo de ação espasmolítico do RL-OE em íleo de cobaia envolve bloqueio do influxo de Ca2+, via CaV, além da ativação/modulação positiva dos KV e BKCa, o que levaria a redução da [Ca2+]c e, consequente, relaxamento desse órgão.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-09T11:18:39Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Lacerda Ribeiro - 2018.pdf: 1380967 bytes, checksum: 194ed48e2af9c60ef94be3f60db75ef7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-09T11:27:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Lacerda Ribeiro - 2018.pdf: 1380967 bytes, checksum: 194ed48e2af9c60ef94be3f60db75ef7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-09T11:27:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Lacerda Ribeiro - 2018.pdf: 1380967 bytes, checksum: 194ed48e2af9c60ef94be3f60db75ef7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Background: Some studies relate the use of paracetamol with the exacerbation of asthma symptoms and other respiratory problems. Other studies are inconclusive or deny this correlation. This makes the association between paracetamol and airway hypersensitivity very controversial and still under debate. Objectives: To investigate the effect of chronic treatment with paracetamol on rats on the contraction and relaxation of isolated airways. Methods: Wistar rats were divided into 2 groups (n = 5-8). One group was treated for 2 weeks with paracetamol (400 mg / kg, v.o.) in drinking water and another control group (pure water). The animals were euthanized after two weeks, blood was collected for biochemical analyzes (ALT, AST, TBARs reaction) and tracheal rings were isolated and prepared in an organ bath to measure the isometric tension against contractile stimuli (concentration- effect for carbachol and KCl, concentration- 2+ effect curve for Ca stimulated with carbachol or KCl) and relaxants (isoprenaline, sodium nitroprusside and verapamil). Results: Liver enzymes ALT, AST and lipid peroxidation (TBARs) were significantly increased after paracetamol treatment. Acupuncture of the airway tracheal smooth muscle response does not present any alteration, either to the contractile or relaxing stimulus, for example: cholinergic agonist, membrane 2+ 2+ 2+ depolarization, Ca influx by the sarcolemma, internal release of Ca from the sarcoplasmic reticulum, Ca , β-receptor agonist or NO donor-induced relaxation. Conclusion: Chronic treatment with paracetamol does not induce hyper or hyporeativity of the airways isolated from rats. / Introdução: Alguns estudos relacionam o uso de paracetamol com a exacerbação dos sintomas da asma e outros problemas respiratórios. Outros estudos não são conclusivos ou negam essa correlação. Isso torna a associação entre o paracetamol e a hipersensibilidade das vias aéreas muito controversa e ainda em debate. Objetivos: Investigar o efeito do tratamento crônico com paracetamol em ratos sobre a contração e relaxamento de vias aéreas isoladas. Métodos: Ratos Wistar foram divididos em 2 grupos (n=5-8). Um grupo foi tratado por 2 semanas com paracetamol (400 mg/Kg, v.o.) na água de beber e outro, o grupo controle, foi tratado apenas com água potável. Os animais foram eutanasiados após duas semanas, o sangue foi coletado para análises bioquímicas (ALT, AST, reação de TBARs) e os aneis de traqueias foram isolados e preparados em banho de órgãos para medir a tensão isométrica mediante estímulos contráteis 2+ (curva concentração-efeito para carbacol e KCl; curva concentração-efeito para Ca estimulados com carbacol ou KCl) e relaxantes (isoprenalina, nitroprussiato de sódio e verapamil). Resultados: As enzimas hepáticas ALT, AST e a peroxidação lipídica (TBARs) foram significativamente aumentadas após o tratamento com paracetamol. A capacidade de resposta do músculo liso traqueal das vias aéreas não apresentam qualquer alteração, seja ao estímulo contrátil ou relaxante, como exemplo: agonista 2+ 2+ colinérgico, despolarização da membrana, influxo de Ca pelo sarcolema, liberação interna de Ca do 2+ retículo sarcoplásmico, bloqueio do canal Ca , agonista de receptores β ou relaxamento induzido por doador de NO. Conclusão: O tratamento crônico com paracetamol não induz a hiper ou hiporreatividade das vias aéreas isoladas de ratos.

Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:33:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_LilianCarolineVaz_M.pdf: 2401125 bytes, checksum: 71ef0bb78a4f9804919ce3f2d13b8a0a (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Os hormônios androgênicos (testosterona e diidrotestosterona) regulam a diferenciação e o crescimento das estruturas penianas via receptor de andrógenos (AR), tendo este função reguladora da transcrição de genes relacionados a aspectos do desenvolvimento de indivíduos do sexo masculino. A presença de receptores de estrógenos no pênis permite assumir que o 17-â-estradiol (E2) e moléculas similares tenham efeito direto sobre sua fisiologia. De forma geral, o estrógeno tem efeito anti-androgênico, atuando sobre o eixo hipotálamo-hipófise e, assim, reduzindo a produção de testosterona pelos testículos. O estrógeno é essencial para funcionamento reprodutivo em machos, no entanto, a exposição ao estrógeno ou xenobióticos durante períodos críticos do desenvolvimento pode ter conseqüências negativas para o trato reprodutivo e para a fertilidade, através de um mecanismo conhecido como imprinting estrogênico. Um dos efeitos do imprinting estrogênico causado por altas doses de estrógeno é o comprometimento do desenvolvimento peniano. Embora seja controverso na literatura, este efeito se daria pela regulação negativa da expressão do AR e reduzida resposta aos andrógenos. Sendo assim, para estudar o efeito do imprinting estrogênico no desenvolvimento do pênis foram administrados 25 µL de óleo de milho contendo E2 a 15 mg/kg (dose alta) (Putz, et al., 2001 a, b) a ratos Wistar, nos dias 1, 3 e 5 após o nascimento e observação dos efeitos nos períodos pré-púbere (28 dias), púbere (49 dias) e adulto (90 dias). Foi feito ainda isolamento de células musculares lisas (CML), cultivadas com e sem T, e endoteliais do órgão. Para cada situação, a expressão do AR foi verificada por Western blotting e a localização por imunocitoquímica. Para o órgão e as células CML, a expressão do RNAm do AR foi analisado por Real-time PCR. Nos animais adultos foram quantificados: colágeno solúvel, hidroxiprolina e glicosaminoglicano (GAG). O tratamento neonatal com E2 resultou na queda do peso corporal, má formação do pênis, menor quantidade de hidroxiprolina e maior quantidade de GAG. A expressão do AR aumentou em animais de 28 dias e reduziu aos 90 dias. Nessas idades a marcação do AR foi menos intensa nos animais estrogenizados em todos os compartimentos penianos. Nas CML, a expressão do AR exibiu padrão diferente quando cultivadas com ou sem T. Nas células endoteliais a expressão não varia com a idade, porém diminui naquelas isoladas de animal tratado. A exposição neonatal ao E2 causa má formação do pênis o que pode estar relacionado à alteração da expressão do AR no órgão, nas CML e endoteliais presentes no mesmo. / Abstract: The androgens, testosterone and dihydrotestosterone, regulate the differentiation and growth of penile structures through the androgen receptor (AR), which regulates the transcription of genes associates with several aspects of the development of male individuals. In contrast to the prostate, the AR expression in the penis of the rat falls with age according to the androgen levels reached in the adult. The presence of estrogen receptor in the penis allows the assumption that 17-â- estradiol (E2) and similar molecules have direct effect on its physiology. It is known that estrogen has an anti-androgenic effect acting on the hypothalamic-pituitary axis reducing the production of testosterone by the testes. The estrogen is essential for reproductive function in males, but the exposure to estrogen or xenobiotics during critical periods of the development has negative consequences for the reproductive tract and fertility, through a mechanism known as estrogenic imprinting. One of the effects of estrogenic imprinting caused by high doses of estrogen is defective penile development. Although controversial in the literature, this effect occurs by down regulation of androgens receptors and reduced response to androgens. To study the effect of estrogenic imprinting on penis development, Wistar rats received subcutaneous injections of 25 µL of corn oil containing E2 at a dose of 15 mg/kg body weight (Putz, et al., 2001 a, b) on days 1, 3, and 5 after birth and observation of the effects on 28, 49 or 90 days after birth (prepubertal, pubertal and adulthood stages, respectively). Smooth muscle cells (SMC) and endothelial cells were isolated from the organ. For each situation, AR expression was verified by Western blotting and the localization by immunocitochemstry. Androgen receptor mRNA expression was done for the penis and SMC by Real-time PCR. In adult animals soluble collagen, hydroxyproline and glycosaminoglycans (GAGs) were quantified. Neonatal treatment with E2 resulted in reduction of weight and abnormal development of the penis at all ages, reduction in hydroxyproline and increase in GAGs. The AR expression increased at 28 days, but not at 90 days and in these ages the staining intensity of AR was smaller in all penile compartments. In SMC, AR expression exhibited a different expression pattern when cultured with or without T. In endothelial cells, the AR expression increased on day 28, reducing in the other ages, but without difference in comparison to control, what leds us to believe that endothelial cells do not interfere in the reduction AR expression after sexual maturation. The neonatal treatment with E2 leds to abnormal penile development what may be related to an alteration of AR expression in the organ and in their SMC and endothelial cells. / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural