Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2005. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 90-110).

Orientador: Edson Antunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_EduardoCosta_M.pdf: 1619659 bytes, checksum: 6844ca6a5644be1025879f062b675420 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Estudos clínicos vêm relacionando a síndrome metabólica / obesidade a sintomas do trato urinário inferior, também referidos como LUTS (da sigla Lower Urinary Tract Symptoms), os quais compreendem diversas queixas relacionadas a problemas de armazenamento e/ou esvaziamento da bexiga urinária. Estes sintomas acometem milhares de pessoas em todo o mundo, estando relacionados à frequência, urgência e noctúria, e frequentemente associados à bexiga hiperativa, que pode evoluir para incontinência urinária. O trato urinário inferior (TUI) é composto basicamente pela bexiga e uretra. A dinâmica vesicoesfincteriana compreende duas fases: Fase de armazenamento e Fase de eliminação. Estes processos envolvem uma sincronia de ações do músculo liso detrusor e uretra para um correto ciclo miccional. A despeito dos estudos epidemiológicos apontarem para uma correlação positiva entre síndrome metabólica/obesidade e LUTS, os mecanismos fisiopatológicos envolvidos permanecem pouco compreendidos. Portando, utilizando um modelo animal de obesidade associada à bexiga hiperativa, procuramos analisar as alterações causadas pela obesidade no trato urinário inferior antes e após o tratamento com o ativador da GCs, BAY 60-2770. O BAY 60-2770 faz parte de uma nova classe de drogas, denominadas ativadores da GCs. Essas drogas são capazes de ativar a GCs de maneira independente do NO e/ou grupamento heme, e apresentam uma potência aumentada quando o ferro se encontra em sua forma oxidada (Fe3+). Especificamente, realizamos os seguintes experimentos em camundongos controles e obesos: 1) cistometria; 2) curvas concentração-resposta a diferentes agentes contráteis e relaxantes na bexiga e/ou uretra; 3) determinação dos níveis de GMPc; 4) expressão das subunidades de ?1 e/ou ?1 da GCs; 5) medida das espécies reativas de oxigênio. O camundongo obeso apresentou um padrão miccional irregular caracterizado pelo aumento do número de contrações miccionais e de contrações involuntárias, alterações normalizadas após o tratamento com BAY 60-2770. Na bexiga, o carbacol, KCl e CaCl2 produziram contrações de forma concentração-dependente em tiras isoladas de bexiga, contrações que foram maiores em animais obesos quando comparado aos controles. O tratamento com BAY 60-2770 normalizou as contrações da bexiga em animais obesos. Um aumento de 78% nas espécies reativas de oxigênio foi observado em bexigas de animais obesos, resultado não alterado pelo BAY 60-2770. O tratamento com BAY 60-2770 gerou um aumento de 10 vezes nos níveis de GMPc em bexiga de animais obesos, sem afetar a produção desse nucleotídeo cíclico nos animais controles. A expressão protéica das subunidades ?1 e ?1 da GCs estava 40% diminuída em bexiga de animais obesos, esse resultado foi normalizado após o tratamento com BAY 60-2770. Em uretra, relaxamentos induzidos por NO (nitrito de sódio acidificado), doadores de NO (s-nitrosoglutationa e nitroglicerina) e BAY 41-2272 (estimulador da GCs) se apresentaram reduzidos em obeso quando comparado ao grupo controle. O relaxamento uretral por BAY 60-2770 apresentou um padrão diferente e foi 43% maior em camundongos obesos, resultado acompanhado pelo aumento nos níveis de GMPc. A oxidação da GCs potencializou o relaxamento uretral induzido por BAY 60-2770. O tratamento crônico reverteu completamente as disfunções uretrais dos animais obesos. A produção de espécies reativas de oxigênio estava aumentada e a expressão da subunidade ?1 da GCs diminuída na uretra do animal obeso, ambas as alterações foram revertidas pelo tratamento com BAY 60-2770. Concluímos então que as contrações aumentadas da bexiga e a disfunção no relaxamento uretral estão associadas com a produção de espécies reativas de oxigênio e "downregulation" da sinalização GCs ¿ GMPc. A prevenção da degradação da GCs pelo tratamento crônico com BAY 60-2770 melhora as disfunções miccionais de camundongos obesos. Portanto, o BAY 60-2770 pode ser de grande valor terapêutico no tratamento de complicações urológicas associadas à obesidade / Abstract: Clinical studies have shown an association between metabolic syndrome / obesity and lower urinary tract symptoms (LUTS), name given to a group of symptoms affecting the bladder during urine storage and voiding. These symptoms affect thousands of people throughout the world and are related with frequency, urgency, nocturia and often associated with overactive bladder (OAB), which may result in urinary incontinence. The low urinary tract consists of the bladder and urethra. Vesical sphincter dynamics is divided into two phases: storage and voiding phase. Each phase requires a coordinated interaction between urethra and bladder to allow a healthy urinary function. Despite epidemiological studies suggest a positive correlation between metabolic syndrome / obesity and LUTS, its pathophysiological mechanisms are still poorly studied. Therefore, using an animal model of obesity associated OAB we studied low urinary tract before and after treatment with the sGC activator BAY 60-2770. BAY 60-2770 is a novel class of drugs, classified as soluble guanylyl cyclase (sGC) activators. This class of drugs acts by NO- and heme-independent mechanisms and present a higher potency to oxidated form of sGC heme iron (Fe3+). More specifically we conducted the fallowing experiments: 1) cystomettry; 2) concentration ¿ response curves to contractile and relaxing agents in bladder and/or urethra; 3) determination of cGMP levels; 4) evaluated expressions of ?1 and/or ?1 sGC subunits; 5) measurement of reactive oxygen species. Obese mice displayed an irregular micturition pattern characterized by significant increases in voiding and non-voiding contractions, both of wich were normalized by BAY 60-2770 treatment. In the bladder, carbachol, KCl and CaCl2 produced concentration-dependent contractions in isolated bladder strips that were markedly greater in obese compared with control group. BAY 60-2770 treatment normalized the bladder contractions in obese group. A 78% increase in reactive-oxygen species (ROS) generation in bladder tissues of obese mice was observed, and that was unaffected by BAY 60-2770. Treatment with BAY 60-2770 generated a 10-fold increase in GMPc levels in bladder from obese mice, without affecting this nucleotide level in lean group. Protein expression of ?1 and ?1 subunits of sGC was decreased by 40% in bladder tissues of obese animals, which was restored by BAY 60-2770. In the urethra, relaxations induced by NO (acidified sodium nitrite), NO-donors (S-nitrosolutathione and glyceryl trinitrate) and BAY 41-2272 (sGC stimulator) were markedly reduced in obese compared with control mice. As opposed, urethral relaxations induced by BAY 60-2770 were 43% greater in obese mice, which was accompanied by increases in cGMP levels. Oxidation of sGC with potentiated BAY 60-2770-induced USM responses in control group. Long-term oral BAY 60-2770 administration fully prevented the impairment of urethral relaxations in obese mice. Reactive-oxygen species (ROS) production was enhanced, whereas protein expression of ?1 sGC subunit was reduced in USM from obese mice, both of which were restored by BAY 60-2770 treatment. In conclusion, enhanced bladder contractions and impaired urethral relaxations in obese mice are associated with ROS generation and downregulation of sGC- cGMP signaling. Prevention of sGC degradation by long-term BAY 60-2770 administration ameliorates the micturition dysfunction in obese mice. Therefore, BAY 60-2770 could be of great therapeutic value in the treatment of urological complications associated with obesity / Mestrado / Farmacologia / Mestre em Farmacologia

O remodelamento vascular é uma resposta adaptativa a estímulos específicos, participando da fisiopatologia de diversas doenças cardiovasculares. Devido à intersecção de fatores de risco cardiovasculares relacionados tanto ao remodelamento vascular como à calcificação vascular (CV), propomos a investigação de mecanismos que inter-relacionam tais condições. Postulamos que camundongos ob/ob com obesidade e resistência à insulina têm resposta exacerbada de remodelamento vascular associado à CV quando comparado aos camundongos controles C57BL/6 (C57) após estímulo com vitamina D3 (VD) in vivo. Camundongos C57 e ob/ob (OB) machos foram injetados com 8x103 UI/kg de vitamina D3 intraperitoneal (IP) ou solução fisiológica (CT) durante 14 dias (n=6). Houve aumento da circunferência da lâmina elástica externa da aorta, determinando aumento da área circunferencial do vaso em camundongos OBVD. A hipervitaminose D aumentou o comprimento da lâmina elástica interna da aorta, aumentando o lúmen vascular em camundongos OBVD. Ocorreu também diminuição da espessura da parede do vaso em camundongos OBVD, caracterizando remodelamento vascular positivo hipotrófico. Observamos ainda maior deposição de colágeno na parede do vaso e elastólise em camundongos OBVD. O remodelamento vascular positivo em camundongos OBVD se correlacionou diretamente com o aumento da calcificação na aorta (R2=0,8; p < 0,003). Aortas de camundongos OBVD apresentaram aumento na expressão de espécies reativas de oxigênio (ERO), que foi associado a aumento da atividade de metaloproteinases de matriz (MMP). Estes resultados fornecem evidências que camundongos obesos, insulino-resistentes, e com diabetes tipo 2 desenvolveram remodelamento vascular positivo hipotrófico correlacionado diretamente com calcificação vascular em camundongos OBVD após estímulo com vitamina D3. O desenvolvimento de remodelamento vascular positivo hipotrófico neste modelo murino é possivelmente mediado pela ativação de MMP na parede da aorta e a geração de ERO pode ter contribuído para a ativação de MMP no nosso modelo / Vascular remodeling is a vessel response to mechanical and hemodynamic stimuli, which is a major determinant of changes in vessel lumen caliber. The mechanisms that influence arterial remodeling include calcification. We hypothesized that ob/ob mice develop positive vascular remodeling associated with calcification. We quantify and assess mechanisms of vascular remodeling and vascular calcification in ob/ob mice (OB) after vitamin D3 stimulation (VD) or phosphate buffered saline (CT), compared with (C57BL/6) mice. Both ob/ob (OBVD) and C57BL/6 (C57VD) mice received 8x103 IU/day of (IP) vitamin D3 for 14 days. Control ob/ob (OBCT) and C57BL/6 (C57CT) mice received IP phosphate buffered saline (PBS) for 14 days (n=6). Hypervitaminosis D increased the external and internal elastic length in aortas from OB mice, resulting in increased total vascular area and lumen vascular area respectively, which characterizes positive vascular remodeling. OBVD mice decreased the aortic wall thickness, resulting in hypotrophic vascular remodeling. We demonstrated increases in collagen deposition, elastolysis and calcification in the aortas of OBVD mice. These results showed a positive correlation between expansive vascular remodeling and vascular calcification in OBVD mice (R2=0,8; p < 0,003). Furthermore, aorta from OBVD increased oxidative stress, coincidently with augmented metalloproteinase activity. Our data provide evidence that obese type 2 diabetes mellitus and insulin-resistant mice (ob/ob) developed positive hypotrophic vascular remodeling correlated directly with increased vascular calcification in OBVD mice after chronic vitamin D3 stimulation. The development of positive hypotrophic vascular remodeling in this mouse model is possibly mediated by the activation in the aortic wall of MMP and ROS may have contributed to the activation of MMP in our model

O remodelamento vascular é uma resposta adaptativa a estímulos específicos, participando da fisiopatologia de diversas doenças cardiovasculares. Devido à intersecção de fatores de risco cardiovasculares relacionados tanto ao remodelamento vascular como à calcificação vascular (CV), propomos a investigação de mecanismos que inter-relacionam tais condições. Postulamos que camundongos ob/ob com obesidade e resistência à insulina têm resposta exacerbada de remodelamento vascular associado à CV quando comparado aos camundongos controles C57BL/6 (C57) após estímulo com vitamina D3 (VD) in vivo. Camundongos C57 e ob/ob (OB) machos foram injetados com 8x103 UI/kg de vitamina D3 intraperitoneal (IP) ou solução fisiológica (CT) durante 14 dias (n=6). Houve aumento da circunferência da lâmina elástica externa da aorta, determinando aumento da área circunferencial do vaso em camundongos OBVD. A hipervitaminose D aumentou o comprimento da lâmina elástica interna da aorta, aumentando o lúmen vascular em camundongos OBVD. Ocorreu também diminuição da espessura da parede do vaso em camundongos OBVD, caracterizando remodelamento vascular positivo hipotrófico. Observamos ainda maior deposição de colágeno na parede do vaso e elastólise em camundongos OBVD. O remodelamento vascular positivo em camundongos OBVD se correlacionou diretamente com o aumento da calcificação na aorta (R2=0,8; p < 0,003). Aortas de camundongos OBVD apresentaram aumento na expressão de espécies reativas de oxigênio (ERO), que foi associado a aumento da atividade de metaloproteinases de matriz (MMP). Estes resultados fornecem evidências que camundongos obesos, insulino-resistentes, e com diabetes tipo 2 desenvolveram remodelamento vascular positivo hipotrófico correlacionado diretamente com calcificação vascular em camundongos OBVD após estímulo com vitamina D3. O desenvolvimento de remodelamento vascular positivo hipotrófico neste modelo murino é possivelmente mediado pela ativação de MMP na parede da aorta e a geração de ERO pode ter contribuído para a ativação de MMP no nosso modelo / Vascular remodeling is a vessel response to mechanical and hemodynamic stimuli, which is a major determinant of changes in vessel lumen caliber. The mechanisms that influence arterial remodeling include calcification. We hypothesized that ob/ob mice develop positive vascular remodeling associated with calcification. We quantify and assess mechanisms of vascular remodeling and vascular calcification in ob/ob mice (OB) after vitamin D3 stimulation (VD) or phosphate buffered saline (CT), compared with (C57BL/6) mice. Both ob/ob (OBVD) and C57BL/6 (C57VD) mice received 8x103 IU/day of (IP) vitamin D3 for 14 days. Control ob/ob (OBCT) and C57BL/6 (C57CT) mice received IP phosphate buffered saline (PBS) for 14 days (n=6). Hypervitaminosis D increased the external and internal elastic length in aortas from OB mice, resulting in increased total vascular area and lumen vascular area respectively, which characterizes positive vascular remodeling. OBVD mice decreased the aortic wall thickness, resulting in hypotrophic vascular remodeling. We demonstrated increases in collagen deposition, elastolysis and calcification in the aortas of OBVD mice. These results showed a positive correlation between expansive vascular remodeling and vascular calcification in OBVD mice (R2=0,8; p < 0,003). Furthermore, aorta from OBVD increased oxidative stress, coincidently with augmented metalloproteinase activity. Our data provide evidence that obese type 2 diabetes mellitus and insulin-resistant mice (ob/ob) developed positive hypotrophic vascular remodeling correlated directly with increased vascular calcification in OBVD mice after chronic vitamin D3 stimulation. The development of positive hypotrophic vascular remodeling in this mouse model is possibly mediated by the activation in the aortic wall of MMP and ROS may have contributed to the activation of MMP in our model