INTRODUÇÃO: O transplante de pulmão é parte fundamental no tratamento das doenças terminais do pulmão, constituindo uma modalidade terapêutica eficaz para pacientes com doença pulmonar incapacitante, progressiva e em estágio final. No entanto, as drogas imunossupressoras usadas para evitar a rejeição do enxerto podem causar efeitos colaterais em diversos tecidos. O sistema mucociliar, presente nas vias aéreas, é um dos principais mecanismos de defesa do trato respiratório e pode ser alterado por ação das drogas imunossupressoras. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o sistema mucociliar traqueobrônquico de ratos submetidos a dois esquemas de terapia tríplice imunossupressora. MÉTODOS: Foram utilizados 90 ratos machos Wistar distribuídos em 3 grupos conforme o tratamento: controle (C) = solução salina; terapia 1 (TI) = tacrolimus + micofenolato de mofetil + prednisona; terapia 2 (TII) = ciclosporina + azatioprina + prednisona. Após o período de tratamento (7, 15 ou 30 dias), os animais foram sacrificados e realizadas as seguintes medidas: transportabilidade do muco (TM), frequência de batimento ciliar (FBC), quantificação de muco neutro e ácido, velocidade de transporte mucociliar (VTMC), e contagem total e diferencial de células no lavado broncoalveolar (LBA). RESULTADOS: A TM não foi afetada pelas terapias em nenhum dos tempos estudados. Ambas as terapias causaram significativa redução da FBC dos animais tratados por 7 e 15 dias. A produção de muco neutro foi menor nos animais tratados com a TI por 7, 15 e 30 dias. Porém, com a TII, essa redução ocorreu apenas aos 7 dias. Por outro lado, a quantidade de muco ácido foi significativamente maior em todos os animais tratados com as duas terapias. Todos os animais tratados com as terapias imunossupressoras apresentaram redução da VTMC nos três tempos. Houve aumento do número total de células e de macrófagos e neutrófilos no grupo TI em 7 dias. CONCLUSÕES: Ambas as terapias imunossupressoras foram prejudiciais ao transporte mucociliar das vias aéreas de ratos, tanto pela redução da FBC e da VTMC, quanto pela maior produção de muco ácido e menor produção de muco neutro. A TI foi mais prejudicial ao sistema mucociliar em comparação à TII / INTRODUCTION: Lung transplantation is an essential part in the treatment of terminal lung diseases, providing an effective therapeutic modality for patients with disabling, progressive and final stage lung disease. However, the immunosuppressant drugs used to prevent graft rejection may cause side effects in several tissues. The mucociliary system, present in the airways, is a major defense mechanism of the respiratory tract and can be changed by action of immunosuppressive drugs. Thus, the aim of this study was to evaluate the tracheobronchial mucociliary system of rats submitted to two triple immunosuppressive therapy regimens. METHODS: We used 90 male Wistar rats divided into 3 groups according to treatment: control (C) = saline solution; therapy 1 (TI) = tacrolimus + mycophenolate mofetil + prednisone therapy; therapy 2 (TII) = cyclosporine + azathioprine + prednisone. After the period of treatment (7, 15, or 30 days), the animals were sacrificed and the following measures taken: mucus transportability (MT), ciliary beating frequency (CBF), quantification of neutral and acid mucus, mucociliary transport velocity (MCTV), and total and differential counting of cells in bronchoalveolar lavage (BAL). RESULTS: MT was not affected by treatments in any of the periods studied. Both therapies have caused significant reduction of CBF of animals treated for 7 and 15 days. The neutral mucus production was lower in animals treated with TI for 7, 15 and 30 days. But with TII, this reduction occurred only at 7 days. Moreover, the amount of acid mucus was significantly higher in all animals treated with both therapies. All animals treated with immunosuppressive therapies had reduced MCTV at the three times. There was an increase of total cells and macrophages and neutrophils in the TI group in 7 days. CONCLUSIONS: Both immunosuppressive therapies were harmful to the mucociliary clearance of the airways of rats, either by reducing the CBF and MCTV, as by the increased production of acid mucus and decreased production of neutral mucus. TI was more harmful to the mucociliary system in comparison to TII

O consenso sobre os efeitos prejudiciais da material particulado atmosférico (MP) para a saúde humana é apoiado por um grande número de trabalhos epidemiológicos e experimentais mas a capacidade para definir qual o componente mais importante envolvido em sua toxicidade é dificultado pela sua grande complexidade de composição. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos de diferentes partículas de poluição atmosférica, quanto à origem e quanto a sua composição, sobre o sistema biológico através de 3 experimentos. O efeito do PM2,5 urbano de São Paulo, Brasil, coletado durante greve de ônibus foi avaliada através do TRAD-MN para a mutagenicidade e o teste de inibição de mitose em células meristemáticas da raiz de Allium cepa. para a toxicidade. Utilizamos o palato de rã para avaliar os parâmetros funcionais (transporte mucociliar -TMC, freqüência do batimento ciliar - FBC e diferença de potencial - DP) e morfométricos (espessura do epitélio, produção de muco) do aparelho mucociliar exposto ao ROFA, proveniente de usina siderúrgica e ao PM2,5 urbano. A análise comparativa da composição do PM2,5 através da ativação com nêutrons, fluorescência de raio-X e cromatografia gasosa espectrometria de massa mostrou redução na concentração de elementos traços de metais, redução de enxofre (44,17%) e de orgânicos (39,3%) na amostra de PM2,5 nos filtros coletados no dia de greve que associou-se com redução do dano no DNA. O ROFA induziu dano funcional do aparelho mucociliar (queda do TMC e aumento da FBC) que foi recuperado pela ação de antioxidantes vitamina E e n-Propil galato. O PM2,5 urbano provocou danos funcionais (diminuição do TMC e aumento da FBC) e morfológicos (diminuição da espessura e produção de muco) do epitélio respiratório. A análise comparativa da composição do ROFA e do PM2,5, demonstrou que o ROFA possui composição predominante de ferro (57,729%±0,004%) enquanto o PM2,5 urbano possui composição mais heterogênea, com predominância de enxofre (37,594%±17,930%), ferro (14,490%±6,489%) e silício (13,142%±8,516%) e pequenas quantidade de níquel (0,0336%±0,312%) e vanádio(0,260%±0,006%). Concluímos que substâncias oxidantes presentes no MP possuem papel relevante na injúria do aparelho mucociliar e que os efeitos lesivos do MP sobre os sistemas biológicos são fortemente dependentes de sua composição. / The association between atmospheric particulate matter (PM) and adverse human health effects have been consistently reported in epidemiological and experimental studies however, the ability to define the most important components involved in PM toxicity is hindered by its complex composition. In the present study we decided to further explore the effects of different atmospheric particles due to both source and composition, on the biologic system through 3 experiments. The mutagenicity and toxicity of urban PM2,5 of Sao Paulo, Brazil, from a bus strike day was evaluated by the TRAD-MN assay and inhibition of mitotic rate test of root tips Allium cepa. The frog palate was used to evaluate functional parameters (mucociliary transport ? MCT, ciliary beating frequency - CBF and potential difference ? PD) and morphometric data (epithelium tikness and mucus production) of the mucocliary apparatus exposed to ROFA from an a still plant, and to urban PM2,5. The comparative analysis of PM2,5 composition made by neutrons activation, fluorescence X-ray and gas cromatography/mass spectrometry showed decrease of trace elements, sulfur concentration (44,17%) and organics compounds (39,3%) in relation to the non strike day and was associated to coherent reduction in DNA damage. ROFA induced functional injury of the mucociliary apparatus (decrease of MCT and icrease of CBF) and the presence of antioxidants n-Propyl gallate and E vitamin protected against the mucociliary impairment induced by ROFA exposure. The comparative analysis between ROFA and PM2,5 composition showed that ROFA exhibited predominance of iron while PM2,5 showed heterogeneous composition presenting predominance of sulfur (37,594%±17,930%), iron (14,490%±6,489%) and silicon (13,142%±8,516%) and decrement of nickel (0,0336%±0,312%) and vanadium (0,260%±0,006%). We concluded that PM plays an important role in respiratory injury through oxidative stress and that adverse effects of PM on the biologic systems are strongly dependent on its composition.

Partículas da exaustão de motores a diesel (DEP) têm propriedades toxicológicas, devido às características físico-químicas. O DEP é capaz de ativar as vias de sinalização intracelular e induzir alterações metabólicas em células e tecidos do sistema respiratório. O objetivo desta tese foi: 1) avaliar o perfil das mucinas e alterações epiteliais em explantes de traqueia de camundongo BALB/c expostos ao DEP e DEP tratado com ácido nítrico e solventes orgânicos; e 2) em cultura de células de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) expostas ao DEP e DEP tratado com hexano (DEP/HEX) para avaliar ativação de MAPK (ERK e JNK), citotoxidade, integridade de citoesqueleto, viscoelasticidade celular e expressão gênica de enzimas envolvidas no estresse oxidativo e apoptose. Os resultados mostraram que, em explantes de traqueia, o DEP causa aumento significativo em relação ao grupo controle na quantidade de muco ácido (p= 0,001), diminuição no muco neutro (p=0,001), diminuição de muco misto (p= 0,001), aumento de vacuolização (p= 0,001), aumento de apoptose (p=0,001), ora com aumento de pERK e diminuição de pJNK, e vice-versa. Os explantes submetidos à exposição ao DEP e DEP/MET aumentaram significativamente o muco ácido (p=0,01) e DEP/HEX provocou aumento da extrusão do muco (p=0,007), provavelmente devido à ação do enriquecimento inorgânico. Para as células BEAS-2B, nos resultados obtidos com células epiteliais expostas ao DEP e DEP/HEX, foram observadas alterações na membrana citoplasmática, mitocôndrias e citoesqueleto. As células expostas apenas ao DEP em baixas concentrações (15ug/mL) apresentaram alterações na expressão de genes envolvidos no apoptose (BCL-2 e Caspase-3 (p=0,05 e p=0,01) e estresse oxidativo [(SOD1 e SOD2 e GPx. p=0,01 )], e CYP1A1 ((p=0,01) / Diesel exhaust particles (DEPs) from diesel engines have toxic properties that result from their physical and chemical characteristics. DEPs are able to activate intracellular signaling pathways and induce metabolic changes to cells and tissues of the human respiratory system. This dissertation sought to evaluate: 1) the profile of mucins and the epithelial changes to the tracheal explants of BALB/c mice exposed to both DEP and DEP treated with nitric acid and organic solvents (50 and 100 ug/mL; and 2) human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) in culture after their exposure to both DEP and DEP treated with hexane (DEP/HEX) at 100 ug/mL in order to determine MAPK (ERK/JNK) activation, cytotoxicity, cytoskeletal integrity, cell viscoelasticity and gene expression of the enzymes involved in oxidative stress and apoptosis. The results show that, in tracheal explants, DEP causes a significant increase (compared to the control) in the quantity of acidic mucus (p=0.001), a decrease in alkaline mucus (p=0.001), a decrease in mixed mucus (p=0.001), an increase in vacuolization (p=0.001), an increase in apoptosis (p=0.001), along with an increase in pERK and a decrease in pJNK, and vice versa. The explants that were exposed to DEP and DEP/MET were found to have significantly higher quantities of acidic mucus (p=0.01), and DEP/HEX caused an increase in mucus extrusion (p=0.007), which was likely due to inorganic enrichment. In the case of BEAS-2B cells, the results obtained from epithelial cells exposted to DEP and DEP/HEX revealed alterations in the cytoplasmic membrane, the mitochondria, and the cytoskeleton. The cells exposed to DEP alone at low concentrations (15 ug/mL) experienced alterations in the genes involved in apoptosis (BCL-2 and Caspase-3; p=0.05 and p=0.01, respectively), as well as oxidative stress [(SOD1, SOD2, and GPx; p=0.01 )], and changes to CYP1A1 (p=0.01)

INTRODUÇÃO: O transplante traqueal continua um desafio. Contudo, avanços nas técnicas de revascularização dos enxertos traqueais e no conhecimento da imunobiologia da traquéia, indicam que esta técnica pode ser utilizada com freqüência no futuro próximo. A depuração mucociliar (DM) é o mecanismo de defesa inato mais importante das vias aéreas. A traquéia age como um órgão de defesa devido à DM. A DM ocorre por ação do batimento ciliar do epitélio respiratório que impele o muco que atapeta as vias respiratórias, carreando substâncias nocivas. Idealmente, a DM deve ser preservada em enxertos traqueais passíveis de utilização para transplante traqueal. Nosso intuito foi: 1) avaliar os efeitos da isquemia fria sobre a DM; e 2) avaliar a ação de soluções de preservação administradas por via tópica na manutenção da DM após isquemia fria. MÉTODOS: De 109 ratos Wistar foram obtidos 217 segmentos traqueais. Os segmentos foram distribuídos entre três grupos experimentais e um grupo Controle. Cada segmento foi submergido em LPD-glicose (grupo LPD), histidina-triptofano-cetoglutarato (grupo HTK) ou solução salina (grupo Salina). Avaliou-se a DM após 6,10,16 ou 24 horas de isquemia fria. No grupo Controle os segmentos foram analisados imediatamente após a extração, não havendo isquemia fria, nem submersão em soluções. A velocidade de transporte mucociliar (VTM) foi medida através de microscópio de luz, pela observação do movimento das partículas de muco na superfície dos segmentos traqueais. A freqüência de batimento ciliar (FBC) foi obtida pela sincronização entre o movimento ciliar observado pelo microscópio de luz e um estroboscópio. Em seguida, os segmentos foram corados com hematoxilina-eosina para analisar a integridade epitelial (IE) e a inflamação subepitelial (IS). Foi realizada análise quantitativa do muco intracelular por um programa de computador após coloração com azul de alcião (MI-AA) e PAS (MI-PAS). As amostras mais significativas foram analisadas qualitativamente por microscopia eletrônica de transmissão (ME). Foram realizadas duas análises: 1) grupo Controle e tempos de isquemia; e 2) grupo Controle e soluções de preservação (agrupado pelo tempo de isquemia). RESULTADOS: 1) grupo Controle e tempos de isquemia: O grupo controle foi melhor que os grupos submetidos a isquemia fria quanto à VTM (p=0,0001) e FBC (p=0,012). Contudo, não houve diferença na IE, IS e MI entre o grupo Controle e os demais grupos. 2) grupo Controle e soluções de preservação: O grupo controle apresentou melhor VTM que os grupos LPD, HTK e Salina após isquemia de 6h (p=0,001), 16h (p=0,009) e 24h (p=0,001). O grupo controle apresentou melhor FBC que os grupos LPD, HTK e Salina após isquemia de 24h (p=0,001). Não houve diferença entre os grupos na IE e IS. O grupo Controle apresentou melhor MI-AA que os grupos LPD após 16h (p=0,02) e HTK após 24h de isquemia (p=0,04). Não houve diferença entre os grupos à MI-PAS. À ME, o grupo Salina apresentou maiores alterações secundárias à isquemia do que os demais grupos. CONCLUSÕES: 1) A isquemia fria piora a DM; e 2) O uso de soluções de preservação administradas por via tópica não contribui para manutenção da DM após isquemia fria / INTRODUCTION: Tracheal transplantation is a challenging problem. Recent advances in graft revascularization, and reepithelialization renewed the interest on airway transplantation. Mucociliary clearance (MC) is the most important innate defense mechanism of the respiratory system. MC works by mucous transport carried out by ciliary beating function of the airway epithelium. Trachea acts as a defense organ in the respiratory system through the MC. Ideally, MC should be preserved in tracheal grafts used for transplantation. Preservation solutions improve organ preservation by decreasing ischemic injury. The purpose of the study was: 1) to evaluate the effects of cold ischemia on MC; and 2) to evaluate the impact of topically-applied preservation solutions on MC after cold ischemia. METHODS: From 109 male Wistar rats we obtained 217 tracheal segments. The segments were allocated to one of four groups. Segments were submerged in LPD-glucose (LPD group), histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK group), or saline solution (Saline group), and stored at 4C. MC was analyzed after 6, 10, 16 or 24h of ischemia. Control group have only segments that were analyzed right after extraction, not submitted to cold ischemia or submersion in preservation solutions. The mucociliary transport velocity (MTV) was measured by observation of mucous particle under the surface of the segments, through a light microscope. Ciliary beating frequency (CBF) was achieved by synchronization between cilia movement and a stroboscope flashlight. Tracheas were stained with hematoxylin-eosin in order to analyze the epithelial integrity (EI) and the subepithelial inflammation (SI). A quantitative analysis of the intracellular mucus stained with alcian blue (IM -AB) and PAS (IM-PAS) was achieved by a software. The most significant samples of the tracheal segments were qualitatively analyzed by transmission electronic microscopy (TEM). Two analyses were made: 1) Control group and ischemic time; and 2) Control group and preservation solutions. RESULTS: 1) Control group and ischemic time: Control group had better VTM (p=0,0001) and CBF (p=0,012) than the groups submitted to cold ischemia. However, there was no difference among Control group and the other groups on EI, SI, IM-AB, and IM-PAS. 2) Control group and preservation solutions: Control group showed better MTV than the LPD, HTK, and Saline groups after 6h (p=0,001), 16h (p=0,009) and 24h (p=0,001) of cold ischemia. Control group showed better CBF than the LPD, HTK, and Saline groups after 24h of ischemia (p=0,001). There was no difference among groups on EI and SI. Control group showed better IM-AB than both the LPD group after 16h of cold ischemia (p=0,02), and the HTK group after 24h of cold ischemia (p=0,04). There was no difference among the groups on IM-PAS. TEM showed more findings of ischemic lesion on Saline group. CONCLUSIONS: 1) Cold ischemia impairs MC; and 2) Topically-applied preservation solutions do not ameliorate MC after cold ischemia

Introdução: Em pacientes sob intubação endotraqueal os mecanismos fisiológicos de climatização do ar inspirado são anulados. Durante anestesia geral, quando os gases inspiratórios são ofertados secos e frios, a manutenção da umidade das vias aéreas é condição importante para prevenção de lesões da mucosa respiratória e ressecamento das secreções. Os sistemas de anestesia possuem propriedades de umidicação inerentes, decorrentes do sistema respiratório circular e a presença do absorvedor de CO2. Entretanto, os níveis de umidificação, durante a anestesia, dependem de vários fatores incluindo o tipo de ventilador anestésico, montagem do sistema respiratório e o fluxo de gás fresco utilizado. Porém não há dados na literatura que tenham investigado o efeito nos níveis de umidade do gás inspirado nas propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Objetivo: Avaliar os níveis de Temperatura (T), umidade absoluta (UA) e umidade relativa (UR) do ar inspirado durante anestesia geral oferecidos pelo sistema circular valvular com absorção de CO2 e com a adição do HME em dois tipos de ventiladores (Dräger e Takaoka). Avaliar os efeitos do HME sobre os níveis de Temperatura e Umidade dos gases inspirados ofertados pelos dois equipamentos. Avaliar o impacto da umidade sobre as propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Método: Foram selecionados 44 pacientes da Clínica Cirúrgica II do Departamento de Gastroenterologia do HCFMUSP com indicação de cirurgia abdominal eletiva e anestesia geral com duração superior a 4 horas. Os pacientes foram alocados em 4 grupos conforme o tipo do ventilador utilizado (Dräger ou Takaoka) e a presença ou ausência do HME. O muco respiratório e os dados de temperatura, UR e UA do gás ofertado foram coletados logo após a intubação endotraqueal, e a cada duas horas até o final da cirurgia. A análise do muco respiratório foi realizada através dos seguintes métodos: Transportabilidade mucociliar (MCT), em palato de rã; Transportabilidade pela tosse (TT), através da máquina simuladora da tosse e as propriedades de superfície, através do Ângulo de contato (AC). Resultado: O ventilador Dräger foi significantemente mais efetivo em ofertar níveis mais altos de T, UA e UR comparado ao ventilador Takaoka. A adição do HME aumentou a T e UA nos dois equipamentos. A UR aumentou somente no ventilador Takaoka. Houve um aumento do TMC e da TT no grupo que apresentou níveis mais altos de umidade (i.e. Dräger + HME). O AC não mostrou diferenças entre os quatro grupos. A análise longitudinal mostrou que o TMC foi positivamente afetado com o aumento da UA e UR. A TT foi positivamente afetada com a adição do HME. Conclusão: Nossos resultados mostram que o ventilador Dräger produziu níveis significantemente mais altos de umidade comparados ao ventilador Takaoka e que a adição do HME aumentou os níveis de umidade nos dois equipamentos estudados. Os equipamentos anestésicos e a adição do HME afetaram os níveis de umidade ofertados ao paciente durante a anestesia geral, e essas mudanças influenciaram a transportabilidade do muco respiratório / Background: In patients who are intubated, the natural mechanism of gas climatization by the nose and the upper airway is bypassed. During anesthesia, when the inspiratory gases are cold and dry, humidification of gases is recommended to prevent drying of the mucosal epithelium and respiratory secretions. The anesthesia systems have inherent humidifying properties as a result of the valvular rebreathing of some of the expired humidity and of the production of water in the CO2 absorber. However, the level of moisture in anesthetic ventilation is critically dependent on several factors that include the equipment, the arrangement of the circle breathing system and the fresh gas flow. To date the effect of humidity on respiratory mucus properties and transportability was not investigated. Objectives: The objective of this study was to measure the humidity and temperature of the inspired gas from a circle absorber system in two different ventilators (Dräger and Takaoka) and the effect of a heat and moisture exchanger (HME) on the inspired gas. Furthermore, we also evaluated the impact of humidity on in vitro mucus transportability and physical properties. Methods: We studied 44 patients with no pulmonary disease scheduled for elective surgery that were randomly allocated in four groups according to the anesthetic equipment (Dräger or Takaoka) and the absence or presence of HME. Respiratory mucus was collected and Temperature (T), absolute humidity (AH), relative humidity (RH) of inspired gases were recorded immediately after intubation (T0) and every 2 hours. In vitro respiratory mucus was studied by mucociliary transportability (MCT) by the frog palate method; cough clearance (CC) by the cough equipment, and contact angle (CA) by direct observation. Results: Dräger equipment delivered significantly higher levels of RH and AH when compared to Takaoka. The addition of HME increased AH and T in both equipments. RH was improved only in the Takaoka equipment. MCT, CC showed a non-significant trend to be higher in the group that provided the highest humidity (i.e Dräger + HME). CA did not change among groups. Longitudinal analysis showed that MCT was positively affected by an increase in AH and RH. CC was positively affected by the addition of HME. Conclusion: Our results showed that Dräger equipment was more effective in humidifying anesthetic gas than Takaoka. The performance of both equipments was improved when HME was added. The anesthetic equipment and the addition of HME affect the humidity delivered to the patient that in turn influences in vitro respiratory mucus transportability

INTRODUÇÃO: O transplante traqueal continua um desafio. Contudo, avanços nas técnicas de revascularização dos enxertos traqueais e no conhecimento da imunobiologia da traquéia, indicam que esta técnica pode ser utilizada com freqüência no futuro próximo. A depuração mucociliar (DM) é o mecanismo de defesa inato mais importante das vias aéreas. A traquéia age como um órgão de defesa devido à DM. A DM ocorre por ação do batimento ciliar do epitélio respiratório que impele o muco que atapeta as vias respiratórias, carreando substâncias nocivas. Idealmente, a DM deve ser preservada em enxertos traqueais passíveis de utilização para transplante traqueal. Nosso intuito foi: 1) avaliar os efeitos da isquemia fria sobre a DM; e 2) avaliar a ação de soluções de preservação administradas por via tópica na manutenção da DM após isquemia fria. MÉTODOS: De 109 ratos Wistar foram obtidos 217 segmentos traqueais. Os segmentos foram distribuídos entre três grupos experimentais e um grupo Controle. Cada segmento foi submergido em LPD-glicose (grupo LPD), histidina-triptofano-cetoglutarato (grupo HTK) ou solução salina (grupo Salina). Avaliou-se a DM após 6,10,16 ou 24 horas de isquemia fria. No grupo Controle os segmentos foram analisados imediatamente após a extração, não havendo isquemia fria, nem submersão em soluções. A velocidade de transporte mucociliar (VTM) foi medida através de microscópio de luz, pela observação do movimento das partículas de muco na superfície dos segmentos traqueais. A freqüência de batimento ciliar (FBC) foi obtida pela sincronização entre o movimento ciliar observado pelo microscópio de luz e um estroboscópio. Em seguida, os segmentos foram corados com hematoxilina-eosina para analisar a integridade epitelial (IE) e a inflamação subepitelial (IS). Foi realizada análise quantitativa do muco intracelular por um programa de computador após coloração com azul de alcião (MI-AA) e PAS (MI-PAS). As amostras mais significativas foram analisadas qualitativamente por microscopia eletrônica de transmissão (ME). Foram realizadas duas análises: 1) grupo Controle e tempos de isquemia; e 2) grupo Controle e soluções de preservação (agrupado pelo tempo de isquemia). RESULTADOS: 1) grupo Controle e tempos de isquemia: O grupo controle foi melhor que os grupos submetidos a isquemia fria quanto à VTM (p=0,0001) e FBC (p=0,012). Contudo, não houve diferença na IE, IS e MI entre o grupo Controle e os demais grupos. 2) grupo Controle e soluções de preservação: O grupo controle apresentou melhor VTM que os grupos LPD, HTK e Salina após isquemia de 6h (p=0,001), 16h (p=0,009) e 24h (p=0,001). O grupo controle apresentou melhor FBC que os grupos LPD, HTK e Salina após isquemia de 24h (p=0,001). Não houve diferença entre os grupos na IE e IS. O grupo Controle apresentou melhor MI-AA que os grupos LPD após 16h (p=0,02) e HTK após 24h de isquemia (p=0,04). Não houve diferença entre os grupos à MI-PAS. À ME, o grupo Salina apresentou maiores alterações secundárias à isquemia do que os demais grupos. CONCLUSÕES: 1) A isquemia fria piora a DM; e 2) O uso de soluções de preservação administradas por via tópica não contribui para manutenção da DM após isquemia fria / INTRODUCTION: Tracheal transplantation is a challenging problem. Recent advances in graft revascularization, and reepithelialization renewed the interest on airway transplantation. Mucociliary clearance (MC) is the most important innate defense mechanism of the respiratory system. MC works by mucous transport carried out by ciliary beating function of the airway epithelium. Trachea acts as a defense organ in the respiratory system through the MC. Ideally, MC should be preserved in tracheal grafts used for transplantation. Preservation solutions improve organ preservation by decreasing ischemic injury. The purpose of the study was: 1) to evaluate the effects of cold ischemia on MC; and 2) to evaluate the impact of topically-applied preservation solutions on MC after cold ischemia. METHODS: From 109 male Wistar rats we obtained 217 tracheal segments. The segments were allocated to one of four groups. Segments were submerged in LPD-glucose (LPD group), histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK group), or saline solution (Saline group), and stored at 4C. MC was analyzed after 6, 10, 16 or 24h of ischemia. Control group have only segments that were analyzed right after extraction, not submitted to cold ischemia or submersion in preservation solutions. The mucociliary transport velocity (MTV) was measured by observation of mucous particle under the surface of the segments, through a light microscope. Ciliary beating frequency (CBF) was achieved by synchronization between cilia movement and a stroboscope flashlight. Tracheas were stained with hematoxylin-eosin in order to analyze the epithelial integrity (EI) and the subepithelial inflammation (SI). A quantitative analysis of the intracellular mucus stained with alcian blue (IM -AB) and PAS (IM-PAS) was achieved by a software. The most significant samples of the tracheal segments were qualitatively analyzed by transmission electronic microscopy (TEM). Two analyses were made: 1) Control group and ischemic time; and 2) Control group and preservation solutions. RESULTS: 1) Control group and ischemic time: Control group had better VTM (p=0,0001) and CBF (p=0,012) than the groups submitted to cold ischemia. However, there was no difference among Control group and the other groups on EI, SI, IM-AB, and IM-PAS. 2) Control group and preservation solutions: Control group showed better MTV than the LPD, HTK, and Saline groups after 6h (p=0,001), 16h (p=0,009) and 24h (p=0,001) of cold ischemia. Control group showed better CBF than the LPD, HTK, and Saline groups after 24h of ischemia (p=0,001). There was no difference among groups on EI and SI. Control group showed better IM-AB than both the LPD group after 16h of cold ischemia (p=0,02), and the HTK group after 24h of cold ischemia (p=0,04). There was no difference among the groups on IM-PAS. TEM showed more findings of ischemic lesion on Saline group. CONCLUSIONS: 1) Cold ischemia impairs MC; and 2) Topically-applied preservation solutions do not ameliorate MC after cold ischemia

O consenso sobre os efeitos prejudiciais da material particulado atmosférico (MP) para a saúde humana é apoiado por um grande número de trabalhos epidemiológicos e experimentais mas a capacidade para definir qual o componente mais importante envolvido em sua toxicidade é dificultado pela sua grande complexidade de composição. O objetivo deste estudo é avaliar os efeitos de diferentes partículas de poluição atmosférica, quanto à origem e quanto a sua composição, sobre o sistema biológico através de 3 experimentos. O efeito do PM2,5 urbano de São Paulo, Brasil, coletado durante greve de ônibus foi avaliada através do TRAD-MN para a mutagenicidade e o teste de inibição de mitose em células meristemáticas da raiz de Allium cepa. para a toxicidade. Utilizamos o palato de rã para avaliar os parâmetros funcionais (transporte mucociliar -TMC, freqüência do batimento ciliar - FBC e diferença de potencial - DP) e morfométricos (espessura do epitélio, produção de muco) do aparelho mucociliar exposto ao ROFA, proveniente de usina siderúrgica e ao PM2,5 urbano. A análise comparativa da composição do PM2,5 através da ativação com nêutrons, fluorescência de raio-X e cromatografia gasosa espectrometria de massa mostrou redução na concentração de elementos traços de metais, redução de enxofre (44,17%) e de orgânicos (39,3%) na amostra de PM2,5 nos filtros coletados no dia de greve que associou-se com redução do dano no DNA. O ROFA induziu dano funcional do aparelho mucociliar (queda do TMC e aumento da FBC) que foi recuperado pela ação de antioxidantes vitamina E e n-Propil galato. O PM2,5 urbano provocou danos funcionais (diminuição do TMC e aumento da FBC) e morfológicos (diminuição da espessura e produção de muco) do epitélio respiratório. A análise comparativa da composição do ROFA e do PM2,5, demonstrou que o ROFA possui composição predominante de ferro (57,729%±0,004%) enquanto o PM2,5 urbano possui composição mais heterogênea, com predominância de enxofre (37,594%±17,930%), ferro (14,490%±6,489%) e silício (13,142%±8,516%) e pequenas quantidade de níquel (0,0336%±0,312%) e vanádio(0,260%±0,006%). Concluímos que substâncias oxidantes presentes no MP possuem papel relevante na injúria do aparelho mucociliar e que os efeitos lesivos do MP sobre os sistemas biológicos são fortemente dependentes de sua composição. / The association between atmospheric particulate matter (PM) and adverse human health effects have been consistently reported in epidemiological and experimental studies however, the ability to define the most important components involved in PM toxicity is hindered by its complex composition. In the present study we decided to further explore the effects of different atmospheric particles due to both source and composition, on the biologic system through 3 experiments. The mutagenicity and toxicity of urban PM2,5 of Sao Paulo, Brazil, from a bus strike day was evaluated by the TRAD-MN assay and inhibition of mitotic rate test of root tips Allium cepa. The frog palate was used to evaluate functional parameters (mucociliary transport ? MCT, ciliary beating frequency - CBF and potential difference ? PD) and morphometric data (epithelium tikness and mucus production) of the mucocliary apparatus exposed to ROFA from an a still plant, and to urban PM2,5. The comparative analysis of PM2,5 composition made by neutrons activation, fluorescence X-ray and gas cromatography/mass spectrometry showed decrease of trace elements, sulfur concentration (44,17%) and organics compounds (39,3%) in relation to the non strike day and was associated to coherent reduction in DNA damage. ROFA induced functional injury of the mucociliary apparatus (decrease of MCT and icrease of CBF) and the presence of antioxidants n-Propyl gallate and E vitamin protected against the mucociliary impairment induced by ROFA exposure. The comparative analysis between ROFA and PM2,5 composition showed that ROFA exhibited predominance of iron while PM2,5 showed heterogeneous composition presenting predominance of sulfur (37,594%±17,930%), iron (14,490%±6,489%) and silicon (13,142%±8,516%) and decrement of nickel (0,0336%±0,312%) and vanadium (0,260%±0,006%). We concluded that PM plays an important role in respiratory injury through oxidative stress and that adverse effects of PM on the biologic systems are strongly dependent on its composition.

Introdução: Em pacientes sob intubação endotraqueal os mecanismos fisiológicos de climatização do ar inspirado são anulados. Durante anestesia geral, quando os gases inspiratórios são ofertados secos e frios, a manutenção da umidade das vias aéreas é condição importante para prevenção de lesões da mucosa respiratória e ressecamento das secreções. Os sistemas de anestesia possuem propriedades de umidicação inerentes, decorrentes do sistema respiratório circular e a presença do absorvedor de CO2. Entretanto, os níveis de umidificação, durante a anestesia, dependem de vários fatores incluindo o tipo de ventilador anestésico, montagem do sistema respiratório e o fluxo de gás fresco utilizado. Porém não há dados na literatura que tenham investigado o efeito nos níveis de umidade do gás inspirado nas propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Objetivo: Avaliar os níveis de Temperatura (T), umidade absoluta (UA) e umidade relativa (UR) do ar inspirado durante anestesia geral oferecidos pelo sistema circular valvular com absorção de CO2 e com a adição do HME em dois tipos de ventiladores (Dräger e Takaoka). Avaliar os efeitos do HME sobre os níveis de Temperatura e Umidade dos gases inspirados ofertados pelos dois equipamentos. Avaliar o impacto da umidade sobre as propriedades físicas e de transportabilidade do muco respiratório. Método: Foram selecionados 44 pacientes da Clínica Cirúrgica II do Departamento de Gastroenterologia do HCFMUSP com indicação de cirurgia abdominal eletiva e anestesia geral com duração superior a 4 horas. Os pacientes foram alocados em 4 grupos conforme o tipo do ventilador utilizado (Dräger ou Takaoka) e a presença ou ausência do HME. O muco respiratório e os dados de temperatura, UR e UA do gás ofertado foram coletados logo após a intubação endotraqueal, e a cada duas horas até o final da cirurgia. A análise do muco respiratório foi realizada através dos seguintes métodos: Transportabilidade mucociliar (MCT), em palato de rã; Transportabilidade pela tosse (TT), através da máquina simuladora da tosse e as propriedades de superfície, através do Ângulo de contato (AC). Resultado: O ventilador Dräger foi significantemente mais efetivo em ofertar níveis mais altos de T, UA e UR comparado ao ventilador Takaoka. A adição do HME aumentou a T e UA nos dois equipamentos. A UR aumentou somente no ventilador Takaoka. Houve um aumento do TMC e da TT no grupo que apresentou níveis mais altos de umidade (i.e. Dräger + HME). O AC não mostrou diferenças entre os quatro grupos. A análise longitudinal mostrou que o TMC foi positivamente afetado com o aumento da UA e UR. A TT foi positivamente afetada com a adição do HME. Conclusão: Nossos resultados mostram que o ventilador Dräger produziu níveis significantemente mais altos de umidade comparados ao ventilador Takaoka e que a adição do HME aumentou os níveis de umidade nos dois equipamentos estudados. Os equipamentos anestésicos e a adição do HME afetaram os níveis de umidade ofertados ao paciente durante a anestesia geral, e essas mudanças influenciaram a transportabilidade do muco respiratório / Background: In patients who are intubated, the natural mechanism of gas climatization by the nose and the upper airway is bypassed. During anesthesia, when the inspiratory gases are cold and dry, humidification of gases is recommended to prevent drying of the mucosal epithelium and respiratory secretions. The anesthesia systems have inherent humidifying properties as a result of the valvular rebreathing of some of the expired humidity and of the production of water in the CO2 absorber. However, the level of moisture in anesthetic ventilation is critically dependent on several factors that include the equipment, the arrangement of the circle breathing system and the fresh gas flow. To date the effect of humidity on respiratory mucus properties and transportability was not investigated. Objectives: The objective of this study was to measure the humidity and temperature of the inspired gas from a circle absorber system in two different ventilators (Dräger and Takaoka) and the effect of a heat and moisture exchanger (HME) on the inspired gas. Furthermore, we also evaluated the impact of humidity on in vitro mucus transportability and physical properties. Methods: We studied 44 patients with no pulmonary disease scheduled for elective surgery that were randomly allocated in four groups according to the anesthetic equipment (Dräger or Takaoka) and the absence or presence of HME. Respiratory mucus was collected and Temperature (T), absolute humidity (AH), relative humidity (RH) of inspired gases were recorded immediately after intubation (T0) and every 2 hours. In vitro respiratory mucus was studied by mucociliary transportability (MCT) by the frog palate method; cough clearance (CC) by the cough equipment, and contact angle (CA) by direct observation. Results: Dräger equipment delivered significantly higher levels of RH and AH when compared to Takaoka. The addition of HME increased AH and T in both equipments. RH was improved only in the Takaoka equipment. MCT, CC showed a non-significant trend to be higher in the group that provided the highest humidity (i.e Dräger + HME). CA did not change among groups. Longitudinal analysis showed that MCT was positively affected by an increase in AH and RH. CC was positively affected by the addition of HME. Conclusion: Our results showed that Dräger equipment was more effective in humidifying anesthetic gas than Takaoka. The performance of both equipments was improved when HME was added. The anesthetic equipment and the addition of HME affect the humidity delivered to the patient that in turn influences in vitro respiratory mucus transportability

Partículas da exaustão de motores a diesel (DEP) têm propriedades toxicológicas, devido às características físico-químicas. O DEP é capaz de ativar as vias de sinalização intracelular e induzir alterações metabólicas em células e tecidos do sistema respiratório. O objetivo desta tese foi: 1) avaliar o perfil das mucinas e alterações epiteliais em explantes de traqueia de camundongo BALB/c expostos ao DEP e DEP tratado com ácido nítrico e solventes orgânicos; e 2) em cultura de células de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) expostas ao DEP e DEP tratado com hexano (DEP/HEX) para avaliar ativação de MAPK (ERK e JNK), citotoxidade, integridade de citoesqueleto, viscoelasticidade celular e expressão gênica de enzimas envolvidas no estresse oxidativo e apoptose. Os resultados mostraram que, em explantes de traqueia, o DEP causa aumento significativo em relação ao grupo controle na quantidade de muco ácido (p= 0,001), diminuição no muco neutro (p=0,001), diminuição de muco misto (p= 0,001), aumento de vacuolização (p= 0,001), aumento de apoptose (p=0,001), ora com aumento de pERK e diminuição de pJNK, e vice-versa. Os explantes submetidos à exposição ao DEP e DEP/MET aumentaram significativamente o muco ácido (p=0,01) e DEP/HEX provocou aumento da extrusão do muco (p=0,007), provavelmente devido à ação do enriquecimento inorgânico. Para as células BEAS-2B, nos resultados obtidos com células epiteliais expostas ao DEP e DEP/HEX, foram observadas alterações na membrana citoplasmática, mitocôndrias e citoesqueleto. As células expostas apenas ao DEP em baixas concentrações (15ug/mL) apresentaram alterações na expressão de genes envolvidos no apoptose (BCL-2 e Caspase-3 (p=0,05 e p=0,01) e estresse oxidativo [(SOD1 e SOD2 e GPx. p=0,01 )], e CYP1A1 ((p=0,01) / Diesel exhaust particles (DEPs) from diesel engines have toxic properties that result from their physical and chemical characteristics. DEPs are able to activate intracellular signaling pathways and induce metabolic changes to cells and tissues of the human respiratory system. This dissertation sought to evaluate: 1) the profile of mucins and the epithelial changes to the tracheal explants of BALB/c mice exposed to both DEP and DEP treated with nitric acid and organic solvents (50 and 100 ug/mL; and 2) human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) in culture after their exposure to both DEP and DEP treated with hexane (DEP/HEX) at 100 ug/mL in order to determine MAPK (ERK/JNK) activation, cytotoxicity, cytoskeletal integrity, cell viscoelasticity and gene expression of the enzymes involved in oxidative stress and apoptosis. The results show that, in tracheal explants, DEP causes a significant increase (compared to the control) in the quantity of acidic mucus (p=0.001), a decrease in alkaline mucus (p=0.001), a decrease in mixed mucus (p=0.001), an increase in vacuolization (p=0.001), an increase in apoptosis (p=0.001), along with an increase in pERK and a decrease in pJNK, and vice versa. The explants that were exposed to DEP and DEP/MET were found to have significantly higher quantities of acidic mucus (p=0.01), and DEP/HEX caused an increase in mucus extrusion (p=0.007), which was likely due to inorganic enrichment. In the case of BEAS-2B cells, the results obtained from epithelial cells exposted to DEP and DEP/HEX revealed alterations in the cytoplasmic membrane, the mitochondria, and the cytoskeleton. The cells exposed to DEP alone at low concentrations (15 ug/mL) experienced alterations in the genes involved in apoptosis (BCL-2 and Caspase-3; p=0.05 and p=0.01, respectively), as well as oxidative stress [(SOD1, SOD2, and GPx; p=0.01 )], and changes to CYP1A1 (p=0.01)