Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-02. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:16:46Z : No. of bitstreams: 1 000866188.pdf: 703355 bytes, checksum: 0b29948d0caf17093c2ef18fe5f398a8 (MD5) / A insuficiência cardíaca caracteriza-se pela diminuição da capacidade física com exacerbação precoce de fadiga e dispneia. Embora alterações intrínsecas da musculatura esquelética têm sido responsabilizadas por esses sintomas, os mecanismos envolvidos nas anormalidades musculares ainda não estão completamente esclarecidos. O estresse oxidativo miocárdico e sistêmico está aumentado na insuficiência cardíaca. Entretanto, há pouca informação sobre seu papel nas alterações da musculatura esquelética e sobre as fontes de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs). Apesar do complexo NADPH oxidase constituir importante fonte geradora de EROs, poucos estudos avaliaram seu comportamento em músculos esqueléticos durante a insuficiência cardíaca. No miocárdio, a apocinina pode inibir o complexo NADPH oxidase e reduzir o estresse oxidativo durante agressão cardíaca. Objetivo: Avaliar os efeitos do tratamento com apocinina sobre alterações cardíacas e anormalidades fenotípicas e do estresse oxidativo do músculo sóleo de ratos com insuficiência cardíaca induzida por estenose aórtica supravalvar. Métodos: Vinte semanas após a indução da estenose aórtica, ratos Wistar foram alocados nos grupos estenose aórtica (EAo), EAo tratado com apocinina (EAo-apo) e controle (Sham). A apocinina foi administrada por oito semanas na água de beber (16 mg/kg/dia). Ecocardiograma transtorácico foi realizado antes e após o tratamento com apocinina. A atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase e a concentração de hidroperóxido de lipídeo foram avaliadas por espectrofotometria no músculo sóleo. A concentração sérica de malonaldeído, a atividade muscular da NADPH oxidase e a geração total de EROs no músculo sóleo foram analisadas por HPLC. No sóleo, a composição das cadeias pesadas de miosina foi avaliada por eletroforese e a área seccional das fibras foi... / Heart failure is characterized by a decreased functional capacity with early fatigue and dyspnea. Although intrinsic skeletal muscle changes may be at least partially responsible for these symptoms, mechanisms involved in muscle abnormalities are not completely clear. Myocardial and systemic oxidative stress is increased during heart failure. However, there is scarce information on the sources of oxygen reactive species (ROS) and on the role of oxidative stress in inducing skeletal muscle changes. NADPH oxidase complex is an important source of ROS; only a few studies have evaluated its activity in skeletal muscles during heart failure. In myocardial, apocynin can inhibit NADPH oxidase activity and reduce oxidative stress during cardiac injury. Purpose: In this study we evaluated the effects of the antioxidant apocynin on cardiac alterations and soleus muscle oxidative stress and phenotypic characteristics in rats with supravalvar aortic stenosis-induced heart failure. Methods: Twenty weeks after inducing aortic stenosis, Wistar rats were assigned into three groups: aortic stenosis (AS), AS treated with apocynin (AS-apo, 16 mg/kg/day dissolved in drinking water for eight weeks), and control (Sham). Transthoracic echocardiogram was performed before and after apocynin treatment. Activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, gluthatione peroxidase, and catalase, and lipid hydroperoxide concentration were assessed by spectrophotometry in the soleus muscle. Serum concentration of malondialdehyde and soleus muscle NADPH oxidase activity and total ROS generation were analyzed by HPLC. Soleus myosin heavy chain composition was evaluated by electrophoresis and fiber cross-sectional areas were measured in hematoxylin and eosin-stained histological sections. Statistical analysis: one-way analysis of variance complemented by Bonferroni or Mann- Whitney test. Results: Before treatment, AS and AS-apo groups presented concentric hypertrophy ...

Submitted by LUANA CHIQUETTO PARACATÚ null (luanachiquetto@hotmail.com) on 2016-07-14T18:15:23Z No. of bitstreams: 1 TESE - Luana Chiquetto.pdf: 2823701 bytes, checksum: 584996ba0cd6c6754d03400de9c6de73 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-18T20:01:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paracatu_lc_dr_arafcf.pdf: 2823701 bytes, checksum: 584996ba0cd6c6754d03400de9c6de73 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T20:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paracatu_lc_dr_arafcf.pdf: 2823701 bytes, checksum: 584996ba0cd6c6754d03400de9c6de73 (MD5) Previous issue date: 2016-06-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Inúmeras patologias têm a sua gênese e/ou progressão relacionadas à produção desregulada de intermediários oxidantes. O complexo multienzimático NADPH oxidase é um dos componentes de maior relevância neste contexto, pois é uma das principais fontes de ânion superóxido no organismo animal. Sendo expresso em inúmeros tecidos, incluindo leucócitos e células do tecido endotelial, o desenvolvimento de inibidores eficientes deste complexo enzimático poderá significar uma nova terapêutica para o tratamento de doenças inflamatórias crônicas. Com objetivo de explorar a relação entre a estrutura molecular, as propriedades químicas e atividades biológicas, utilizamos o éster fenetílico do ácido cafeico (CAPE) como inibidor do complexo enzimático NADPH oxidase e comparamos sua eficácia com o seu precursor ácido cafeico e os derivados, éster fenetílico do ácido cinâmico e o ácido clorogênico, correlacionando-os a respeito a sua hidrofobicidade, propriedades redox e inibição do complexo NADPH oxidase em leucócitos ativados. A hipótese seria de que um aumento da hidrofobicidade provocado pela esterificação do ácido cafeico poderia facilitar o seu acesso à membrana celular e assim alterar seu efeito como possível inibidor de NADPH Oxidase. Os resultados, em ensaios in vitro, mostraram que as alterações na hidrofobicidade não provocaram alterações significativas no potencial de oxidação e potencial antioxidantes dos compostos testados. Quando testados em leucócitos ativados (modelos ex vivo), a esterificação provocou uma melhora significativa na capacidade de inibição do complexo NADPH oxidase. Este potente efeito se propagou às EROs decorrentes de ânion superóxido e produzidas por leucócitos, como peróxido de hidrogênio e ácido hipocloroso, entretanto, sem alterar a capacidade fagocítica dos leucócitos. Os resultados deste estudo mostram que nos ensaios celulares o CAPE foi o composto mais potente em relação ao seu precursor ácido e ácido clorogênico, sendo significativamente mais efetivo na inibição da produção das EROs. Da mesma forma, CAPE foi o inibidor mais eficaz da expressão de TNF-α e IL-10 por Staphylococcus aureus células estimuladas. Em conclusão, a presença do grupo catecol e a maior hidrofobicidade, do CAPE, foram essenciais para os efeitos biológicos, confirmando nossa hipótese. Considerando-se o envolvimento da NADPH-oxidases na génese e progressão de doenças inflamatórias, CAPE deve ser considerada como uma droga anti-inflamatória promissora. / Several diseases have their genesis and / or progression related to unregulated production of oxidants intermediates. The multienzymatic complex NADPH oxidase is one of the most important components in this context because it is a major source of superoxide anion in animal organisms. It is expressed in numerous tissues, including leukocytes and endothelial tissue cells. Developing effective inhibitors of this enzyme complex may indicate a new therapy for the treatment of chronic inflammatory diseases. Several studies have described numerous anti-inflammatory properties attributed to caffeic acid phenethyl ester (CAPE), an active component found in propolis. In order to explore the relationship between the molecular structure, chemical properties and biological activities, we used CAPE to inhibit the enzyme complex NADPH oxidase and compare its efficacy with the its precursor caffeic acid and derivatives, phenethyl ester of cinnamic acid and chlorogenic acid, correlating them with regard to hydrophobicity, redox properties and inhibition of NADPH oxidase complex on activated leukocytes. The hypothesis was that an increase of hydrophobicity caused by the esterification of caffeic acid could facilitate access to cell membranes and thereby alter its effect as a possible inhibitor of NADPH oxidase. The results (in vitro), showed that the changes in hydrophobicity did not provoke significant changes in the oxidation potential and antiradical potency of the tested compounds. But when tested in activated leukocytes (ex vivo), the esterification caused a significant improvement in the ability to inhibit the NADPH oxidase complex. This potent inhibition effect resulted also in the blockage of production of hypochlorous acid, however, without altering the phagocytic ability of leukocytes. The results of this study show that in cellular assays, CAPE was the most potent compound in comparison to caffeic acid and chlorogenic acid, significantly more effective in inhibiting the production of ROS. Likewise, CAPE was the most effective inhibitor of expression of TNF-α and IL-10 in Staphylococcus aureus stimulated cells. In conclusion, the presence of the catechol moiety and the higher hydrophobicity of CAPE were essential for the biological effects. Considering the involvement of NADPH oxidases in the genesis and progression of inflammatory diseases, CAPE should be considered as a promising anti-inflammatory drug.

Orientador: Marina Politi Okoshi / Coorientador: Paula Felippe Martins / Banca: Bertha Furlan Polegato / Banca:Silméia Garcia Zanati Bazan / Banca: Denise de Castro Fernandes / Banca: Fábio Rodrigues Ferreira Silva / Resumo: A insuficiência cardíaca caracteriza-se pela diminuição da capacidade física com exacerbação precoce de fadiga e dispneia. Embora alterações intrínsecas da musculatura esquelética têm sido responsabilizadas por esses sintomas, os mecanismos envolvidos nas anormalidades musculares ainda não estão completamente esclarecidos. O estresse oxidativo miocárdico e sistêmico está aumentado na insuficiência cardíaca. Entretanto, há pouca informação sobre seu papel nas alterações da musculatura esquelética e sobre as fontes de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs). Apesar do complexo NADPH oxidase constituir importante fonte geradora de EROs, poucos estudos avaliaram seu comportamento em músculos esqueléticos durante a insuficiência cardíaca. No miocárdio, a apocinina pode inibir o complexo NADPH oxidase e reduzir o estresse oxidativo durante agressão cardíaca. Objetivo: Avaliar os efeitos do tratamento com apocinina sobre alterações cardíacas e anormalidades fenotípicas e do estresse oxidativo do músculo sóleo de ratos com insuficiência cardíaca induzida por estenose aórtica supravalvar. Métodos: Vinte semanas após a indução da estenose aórtica, ratos Wistar foram alocados nos grupos estenose aórtica (EAo), EAo tratado com apocinina (EAo-apo) e controle (Sham). A apocinina foi administrada por oito semanas na água de beber (16 mg/kg/dia). Ecocardiograma transtorácico foi realizado antes e após o tratamento com apocinina. A atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase, glutationa peroxidase e catalase e a concentração de hidroperóxido de lipídeo foram avaliadas por espectrofotometria no músculo sóleo. A concentração sérica de malonaldeído, a atividade muscular da NADPH oxidase e a geração total de EROs no músculo sóleo foram analisadas por HPLC. No sóleo, a composição das cadeias pesadas de miosina foi avaliada por eletroforese e a área seccional das fibras foi... / Abstract: Heart failure is characterized by a decreased functional capacity with early fatigue and dyspnea. Although intrinsic skeletal muscle changes may be at least partially responsible for these symptoms, mechanisms involved in muscle abnormalities are not completely clear. Myocardial and systemic oxidative stress is increased during heart failure. However, there is scarce information on the sources of oxygen reactive species (ROS) and on the role of oxidative stress in inducing skeletal muscle changes. NADPH oxidase complex is an important source of ROS; only a few studies have evaluated its activity in skeletal muscles during heart failure. In myocardial, apocynin can inhibit NADPH oxidase activity and reduce oxidative stress during cardiac injury. Purpose: In this study we evaluated the effects of the antioxidant apocynin on cardiac alterations and soleus muscle oxidative stress and phenotypic characteristics in rats with supravalvar aortic stenosis-induced heart failure. Methods: Twenty weeks after inducing aortic stenosis, Wistar rats were assigned into three groups: aortic stenosis (AS), AS treated with apocynin (AS-apo, 16 mg/kg/day dissolved in drinking water for eight weeks), and control (Sham). Transthoracic echocardiogram was performed before and after apocynin treatment. Activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, gluthatione peroxidase, and catalase, and lipid hydroperoxide concentration were assessed by spectrophotometry in the soleus muscle. Serum concentration of malondialdehyde and soleus muscle NADPH oxidase activity and total ROS generation were analyzed by HPLC. Soleus myosin heavy chain composition was evaluated by electrophoresis and fiber cross-sectional areas were measured in hematoxylin and eosin-stained histological sections. Statistical analysis: one-way analysis of variance complemented by Bonferroni or Mann- Whitney test. Results: Before treatment, AS and AS-apo groups presented concentric hypertrophy ... / Doutor

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Evidências têm mostrado que as espécies reativas de oxigênio (ROS) geradas pela NAD(P)H oxidase são importantes moduladores de diversas funções celulares como migração, crescimento, proliferação e sobrevivência. Estudos recentes demonstraram o envolvimento da atividade da NAD(P)H oxidase no crescimento e sobrevivência de células de melanoma. Neste trabalho, investigamos o efeito da inibição da NAD(P)H oxidase por difenileneiodônio (DPI) sobre o crescimento das células de melanoma humano MV3 e observamos que este composto reduziu o crescimento destas células em aproximadamente 50%. A inibição da NAD(P)H oxidase induziu mudanças no formato celular, com arredondamento, diminuição do espraiamento e descolamento celular. Esta redução foi acompanhada por um rearranjo do citoesqueleto de actina, diminuição da fosforilação no resíduo Tyr397 da quinase de adesão focal (FAK) e redução na associação de FAK com actina e com a tirosina quinase c-Src. Isto indica que a inibição da geração de ROS está modulando negativamente vias de sinalização ativadas por integrinas, o que freqüentemente conduz a um tipo particular de morte celular conhecida por anoikis. Comprovando a ocorrência deste fenômeno, observamos que a inibição da atividade da NAD(P)H oxidase aumentou a apoptose das células de melanoma e induziu a ativação da caspase-3. Nossos resultados mostram ainda que a inibição da viabilidade celular por DPI foi revertida com o pré-tratamento das células MV3 com um inibidor de tirosina fosfatases (ortovanadato de sódio). Em resumo, este estudo mostra que a geração de ROS por NAD(P)H oxidase está envolvida nos mecanismos de sobrevivência em células de melanoma, uma vez que afetam as vias de sinalização dependentes de FAK-Src, através da inibição da atividade de proteína tirosina fosfatases. / NAD(P)H oxidase-derived reactive oxygen species (ROS) have emerged as critical mediators of several cell functions as diverse as migration, growth, proliferation and survival. Recent evidence has show that NAD(P)H oxidase activity is essential to melanoma proliferation and survival. We reported that NAD(P)H oxidase inhibitor diphenyleneiodonium (DPI) inhibited melanoma growth. NAD(P)H oxidase inhibition induced changes in cell shape with cell spreading decrease, rounding up and detachment. These phenomena were accompanied by rearrangement of actin network and a decrease in both focal adhesion (FAK) phosphorylation in Tyr397 residue and in FAK association to actin and c-Src, indicating that inhibition of ROS generation would down- modulate integrin-mediated signaling, what often results in a particular type of apoptotic cell death, known as anoikis. We observed that NAD(P)H oxidase inhibitor induced apoptosis in melanoma cells with activation of caspase-3. We results show that the effects promoted by NAD(P)H oxidase inhibition on melanoma growth were completely abolished by the pre-treatment of MV3 cells with the protein tyrosine phosphatases inhibitor sodium orthovanadate. In conclusion, our results strongly suggest that ROS generated by NAD(P)H oxidase complex transmit cell survival signals in melanoma cells through the FAK-Src pathway, probably inhibiting protein tyrosine phosphatases.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A nutrição inadequada é um dos principais fatores não-genéticos que afetam o desenvolvimento do encéfalo. O hipocampo é uma estrutura bastante sensível a alterações no aporte nutricional durante o desenvolvimento. No hipocampo a óxido nítrico sintase (ONS) é uma enzima altamente expressa e o óxido nítrico (ON) já foi apontado como tendo papel fundamental na potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD), responsáveis pelo processo de memória e aprendizado. Neste trabalho estudamos o efeito da malnutrição no comportamento associado à memória e aprendizado e na distribuição da ONS, através da técnica da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato diaforase (NADPH-d). O presente trabalho foi aprovado pelo COMITÊ DE ÉTICA (CEA/055/2009). Foram utilizados ratos Wistar machos, divididos em dois grupos: grupo controle (GC) e grupo malnutrido (GM). A malnutrição se deu através da administração, para a mãe, de uma ração com 0% de proteína durante os 10 primeiros dias de lactação, iniciando-se no dia do nascimento dos filhotes. O GC recebeu ração comercial (22% de proteína). Os encéfalos foram processados histologicamente nas idades de P10, P20, P30, P45 e P90 (n=5 para cada idade e grupo estudado), sendo então realizada a histoquímica da NADPH-d para avaliar a distribuição da ONS. A avaliação dos comportamentos associados à ansiedade foi realizada através do labirinto em cruz elevado (LCE), o comportamento associados à busca por novos estímulos foi medida através do campo vazado (CV) e a memória/aprendizado foi avaliada através do labirinto aquático radial de 8 braços (LAROB) em animais P40 (n=10 para cada grupo) e P90 (n=11 para cada grupo). No GM em P10 observamos maior densidade de células NADPHd+ no giro denteado. Em P20, a marcação para NADPH-d no GM foi menor e esse padrão foi mantido em P30 e P45. No GM em P90 não observamos efeitos da dieta. Em P10, no GM observamos menor número de corpos marcados no stratum pyramidale (SPy). Em P20 o SPy encontrava-se intensamente marcado em ambos os grupos. Em P30 GM observamos maior número de células marcadas no SPy. Entretanto em P45, ambos os grupos apresentaram poucos corpos marcados. Em P90, o GM apresentou mais células marcadas no SPy. Não foram observadas diferenças significativas nas variáveis analisadas para o LCE. O GM em P90 explora maior número de orifícios, tanto na periferia (F=8,1; gl=1; P=0,014) quanto no número total (F=7,5; gl=1; P=0,017). Não foram observadas diferenças significativas para as variáveis analisadas no CV em P40. No teste de memória/aprendizagem foram observadas diferenças significativas entre o GM e o GC na latência de escape no 1 dia de testes em P90 (F=5,2; gl=1; P=0,033), com o GM apresentando melhor desempenho quando comparado ao GC. Esses valores podem ser explicados pela redução da latência para encontrar a plataforma de escape no GM. Não foram observadas diferenças significativas no LAROB em P40. Nossos resultados demonstram que a malnutrição protéica restrita aos 10 primeiros dias da lactação altera a distribuição da NADPH-d no hipocampo. A malnutrição afetou o comportamento dos animais em P40. Por outro lado, em P90 os primeiro dia de teste, sugerindo que o efeito observado está mais associado à novidade do ambiente de teste. / Undernutrition is one of the main epigenetic factors that affect brain development. The hippocampus is a very vulnerable structure that is selectively affected by alterations of food intake during the developmental period. Nitric oxide synthase is an enzyme highly expressed in this structure and nitric oxide has been postulated to have a role in hippocampal LTP and LTD. Here, we evaluated, in rats, the effects of protein malnutrition during the first 10 days of lactation on the distribution of NADPH-diaphorase and on the following behaviors: anxiety, novelty seeking and memory/learning. This study was approved by our University Ethics Committee (CEA/055/2009). Wistar male rats were divided into two groups: control group (CG) and malnourished group (MG). Dams were fed ad libitum with a normoprotein diet (22% protein) during gestation. During the first 10 days of lactation, MG dams received a protein free (0% protein) diet while CG dams received a normoprotein (22%protein) diet. After P10, all dams were fed with a normoprotein diet. On each age studied, P10 until P90 (n=5 for each group), the animals brains were processed histologically and then NADPH-d histochemistry was carried out. Behavioral tests were performed with one male from each litter. Anxiety-like effects were measured in the elevated plus maze (EPM) during 5 min. The time spent in and entries into the open arms were the measured variables. The hole board (HB) was used to assess novelty-seeking (number of nose pokes) for 5 min. Memory and learning were assessed in the 8-arm radial water maze (8-ARWM). The time needed to find a small platform (4 trials/day for 5 consecutive days) submerged in cloudy water was the measured variable. P10 MG animals showed more stained NADPH-d+ cells on the dentate gyrus. At P20, we observed fewer stained cells in MG and this pattern was also observed at P30 and P45. At P90 the staining pattern in the dentate gyrus was similar for both groups. P10 MG animals showed less stained cell bodies in the stratum pyramidale. At P20, the stratum pyramidale in both groups showed intense staining. P30 MG animals showed more stained NADPH-d cells, but, at P45, we observed few stained cells in both groups. Though P90 MG animals presented more stained cells in stratum pyramidale. No differences between groups were observed regarding the anxiety measures. Regarding novelty-seeking, P90 MG animals presented a significantly (ANOVA: P=0.014 and 0,017) higher number of nose pokes that CG ones. No differences were found between groups at P40. As for memory/learning, P90 MG animals had a significantly (P=0.032) reduced latency to find the platform than CG ones in the 8-ARWM. No differences were found between groups at P40. Our results demonstrate that protein malnutrition restricted to the first 10 days of lactation altered the distribution of NADPH-d on hippocampus. The malnourished animals did not display behavioral alterations at P40. Conversely, P90 malnourished animals displayed higher levels of novelty-seeking behavior and a better memory/learning performance, mainly in the first testing day, suggesting that the effect is highly dependent on the novelty of the testing situation.

Orientador: Cristina Antoniali Silva / Banca: Carlos Renato Tirapelli / Banca: Fernando Silva Carneiro / Resumo: As enzimas NAD(P)H oxidases ou família NOX tem sido considerada a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (ERO) em vários tipos celulares. O aumento da biodisponibilidade de ERO e do sinal redox (estresse oxidativo) têm sido associados ao início e ou progressão de doenças crônicas como a hipertensão. Inibidores da NAD(P)H oxidase, como a apocinina, foram desenvolvidos e seus efeitos anti-hipertensivos têm sido estudados. O objetivo deste estudo foi verificar se o tratamento crônico com apocinina previne o desenvolvimento da hipertensão, da disfunção endotelial e da hipertrofia ventricular esquerda em Ratos Espontaneamente Hipertensos (SHR) e avaliar os possíveis mecanismos envolvidos nestes efeitos. Para isto, ratos normotensos Wistar e SHR foram tratados com apocinina (30 mg/kg/dia, diluída na água de beber) da quarta até a décima semana de vida. Foram realizados experimentos in vivo para avaliação de valores basais de pressão arterial (média - PAM, sistólica - PS e diastólica - PD), freqüência cardíaca (FC) e as respostas às drogas hipotensoras, acetilcolina (ACh) e nitroprussiato de sódio (NPS) e pressoras, fenilefrina (Phe) e angiotensina II (ANGII). Experimentos in vitro foram realizados para determinar se o tratamento com apocinina promove alterações na concentração citosólica de cálcio intracelular ([Ca2+]), de óxido nítrico ([NO]) e de espécies reativas de oxigênio ([ERO]) nas células endoteliais (citometria de fluxo), estimuladas ou não com acetilcolina; na expressão proteica (Western Blotting) de enzima óxido nítrico sintase endotelial... / Abstract: The enzymes NAD(P)H oxidases or family NOX has been considered the main source of reactive oxygen species (ROS) in various cell types. Increased ROS bioavailability and altered redox signaling (oxidative stress) have been implicated in the onset and/or progression of chronic diseases, including hypertension. NAD(P)H oxidase inhibitors, such as apocynin were developed and their antihypertensive effects have been studied. The aim of this study was to determine whether chronic treatment with apocynin prevents the development of hypertension, endothelial dysfunction and left ventricular hypertrophy in spontaneously hypertensive rats (SHR) and to evaluate the mechanisms involved in these effects. Normotensive Wistar rats and SHR were treated with apocynin (30 mg/kg/day, diluted in the drinking water) from the fourth to the tenth week of life. The studies in vivo were performed to assess baseline blood pressure (mean arterial pressure - MAP, systolic - SBP, and diastolic blood pressure - DBP), heart rate (HR) before and after the administration of acetylcholine (ACh), sodium nitroprusside (SNP), phenylephrine (Phe) and angiotensin II (ANG II). We performed experiments in vitro to determine whether the treatment with apocynin causes changes in: cytosolic concentration of intracellular calcium ([Ca2+]), nitric oxide ([NO]), and reactive oxygen species ([ROS]) in endothelial cells (flow cytometry) stimulated or not with acetylcholine; protein expression (Western blotting) of enzyme endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and of soluble guanylate cyclase... / Mestre

Em ratos, a amígdala medial póstero-dorsal (AMePD) é uma região sexualmente dimórfica e está envolvida com o controle da reprodução. Os hormônios gonadais masculinos e femininos possuem um papel epigenético importante sobre a morfologia e a função neuro-glial na AMePD. Nesse trabalho dois grandes tópicos inéditos e pertinentes na literatura para o entendimento das bases celulares de funcionamento da AMePD foram estudados: (1) a atividade da NADPHdiaforase (NADPH-d) e o número de neurônios NADPH-d-positivos de ratos adultos, fêmeas ao longo do ciclo estral (diestro, proestro, estro e metaestro) ou após ovariectomia (OVX) seguida por terapia substitutiva consistindo em veículo/óleo (controle), somente estradiol (BE), estradiol e progesterona (BE+P) ou somente progesterona (P) e, (2) a modificação do volume somático e nuclear de neurônios da AMePD de ratas OVX adultas submetidas ao mesmo tratamento substitutivo, com o objetivo de revelar possíveis influências dos hormônios gonadais sobre esses parâmetros morfológicos. A histoquímica para a NADPH-d foi utilizada para estudar a densidade regional e neuronal da atividade da NADPH-d, seguida por uma análise semi-quantitativa utilizando-se a densitometria óptica. Todos os animais foram submetidos ao mesmo protocolo experimental para obtenção dos resultados. Com base nisso, machos apresentaram maior densidade óptica regional e neuronal quando comparados as fêmeas ao longo do ciclo estral, com exceção da fase de diestro (P < 0,01). Nenhuma diferença foi encontrada nesses dois mesmos parâmetros durante o ciclo ovariano (P > 0,05). Quanto ao número de neurônios NADPH-dpositivos, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre machos e fêmeas, estas ao longo do ciclo estral (P > 0,05). Como os hormônios gonadais são capazes de gerar respostas supra-fisiológicas distintas daquelas observadas durante o ciclo ovariano normal na AMePD, foram testados também os efeitos da OVX nesses parâmetros. Não houve diferença estatisticamente significativa na densidade óptica regional, na densidade óptica neuronal e no número de neurônios NADPH-d-positivos quando se comparam fêmeas OVX tratadas com óleo ou com as três diferentes terapias hormonais (P = 0,07, P = 0,18 e P = 0,95, respectivamente). Para medir os volumes somático e nuclear dos neurônios da AMePD, uma semana após a OVX e ao final do tratamento hormonal, os encéfalos foram cortados em secções semi-finas (1 m) e corados com azul de toluidina a 1% para a estimação estereológica, utilizando-se o método de Cavalieri associado à técnica de contagem de pontos. Tanto o volume somático quanto o neuronal apresentaram diferença estatisticamente significante quando comparados os dados entre as fêmeas OVX tratadas com óleo, BE, BE+P ou somente P (P < 0,05). Ou seja, ratas OVX tratadas com BE+P apresentaram maior volume somático e nuclear quando comparadas às fêmeas OVX tratadas com óleo (P < 0,01) ou somente com BE (P < 0,01). Além disso, fêmeas OVX tratadas somente com P apresentaram maior volume somático e nuclear quando comparadas às fêmeas OVX tratadas com óleo (P < 0,05). Esses resultados sugerem que a atividade da NADPH-d é diferente entre os sexos, mas em fêmeas não é afetada pelas mudanças nos níveis de hormônios gonadais em condições fisiológicas ou suprafisiológicas. Além disso, os volumes somáticos e neuronais podem ser modulados pelos hormônios gonadais administrados em fêmeas OVX, onde a P gerou maiores resultados. Esses achados revelam ações adicionais dos esteróides sexuais na AMePD e novas características na morfologia neuronal em ratos machos e fêmeas adultos, complementando e avançando a literatura atual com resultados que ampliam o número de ações dos hormônios gonadais nesta área telencefálica de ratos. / In rats, the posterodorsal medial amygdala (MePD) is a sexually dimorphic area and it is implicated in the control of reproduction. The male and female gonadal hormones have an important epigenetic role upon neuro-glial morphology and function in the rat MePD. In this work two great unpublished and relevant topics in the literature for the understanding of the cellular bases of functioning of the MePD were discovered: (1) the NADPH-diaphorase (NADPH-d) activity and the number of NADPH-d-positive neurons of adult males, females across the estrous cycle (diestrus, proestrus, estrus, and metaestrus) or following ovariectomy (OVX) and substitutive therapy consisting of vehicle/oil (control), estradiol benzoate alone (EB), estradiol benzoate and progesterone (EB+P), or progesterone alone (P), and, (2) the modification of the somatic and nuclear from MePD neurons of OVXed female rats submitted to the same hormonal therapy, aiming to reveal possible influence of sex steroids in these morphological parameters. The NADPH-d histochemical technique was used to study the regional and neuronal NADPH-d activity, followed by a semi-quantitative analysis using optical densitometry. All animals were submitted to the same experimental protocol. Males showed a higher regional and neuronal optical density when compared to females across the estrous cycle, with the exception of the diestrus phase (P < 0.01). No differences were found in these two parameters during the ovarian cycle (P > 0.05). As for the number of NADPH-d-positive neurons, there were no statistically significant differences found among males and cycling females (P > 0.05). Since the gonadal hormones are able to provide supra-physiologic answers different from those observed during the normal ovarian cycle in the MePD, the effects of the OVX were tested also in these parameters. No statistically significant difference was found in the regional optical density, in the neuronal optical density, or in the number of NADPH-d positive neurons when comparing the data from OVXed females treated with vehicle or the three different hormonal therapies (P = 0.07, P = 0.18, and P = 0.95, respectively). To measure the somatic and nuclear volumes from MePD neurons, one-week following ovariectomy and at the end of hormonal treatments, brains were cut to semithin sections (1 mm) and stained with 1% toluidine blue for stereological estimations, carried out using the Cavalieri method and the technique of point counting. Both the somatic and neuronal volume showed a statistically significant difference when comparing the data among OVXed females treated with vehicle (V), EB, EB+P or P. This is, OVX with EB+P treated females had higher mean somatic and nuclear volume when compared to V (P < 0.01) or with EB (P < 0.01). Also, OVXed females treated with P showed larger mean somatic and nuclear volume when compared to V (P < 0.05). Results suggest that NADPH-d activity in the rat MePD is different between sexes but in females is not affected by changing levels of circulating gonadal hormones in physiological or supraphysiological conditions. Moreover, somatic and nuclear volume can be modulated by substitutive ovarian hormones administered to OVXed females, for which P can lead to higher results. These findings reveal additional actions of the sexual steroids in the MePD and new features for the neuronal morphology in adult male and female rats, complementing and advancing the current literature with results that enlarge the number of actions of gonadal hormones in this telencephalic area of rats.

O crescimento de uma camada neoíntima é o marcador central do processo aterosclerótico, bem como do remodelamento vascular associado à reestenose após intervenções vasculares terapêuticas, tais como angioplastia ou colocação de stents. A célula neointimal é essencialmente uma célula com fenótipo muscular liso indiferenciado, cuja origem pode ser múltipla e com característica ação secretora de matriz extracelular. Dentre os fatores que coordenam a (des)diferenciação, proliferação e migração destas células, há evidências de que processos redox tenham papel preponderante, porém os mecanismos de tais processos não estão claros. A compreensão mais profunda de tais mecanismos redox tem sido dificultada pela falta de modelos de células neointimais cultivadas. Os objetivos específicos deste trabalho são: 1) Desenvolver um modelo de cultura de células neointimais de artéria ilíaca de coelho obtidas após lesão por catéter-balão. 2) Avaliar em tais células índices do estado redox e potenciais fontes enzimáticas de ERO, com ênfase no complexo NAD(P)H oxidase. 3)Avaliar marcadores de estresse do retículo endoplasmático e sua correlação com os índices do estado redox. 4) Estudar o efeito de estímulos proapoptóticos como deprivação de soro, estressores do RE e particularmente administração exógena de NO na viabilidade e estado redox de células neointimais. Os resultados obtidos demonstram que: é possível obter células neointimais em cultura de modo reproduzível e estável. Células provenientes da artéria lesada mantém um estado persistente de aumento do estresse oxidativo. O estresse oxidativo nessas células decorre de produção aumentada de radical superóxido e ativação do complexo da NADPH oxidase vascular. Diferentemente do observado em vasos lesados, os marcadores do estresse do reticulo endoplasmático não se apresentam alterados se comparados a células musculares lisas normais. Células neointimais têm resposta aumentada a agonistas da NADPH oxidase e estressores celulares. A exposição a óxido nitrico promove aumento da produção de superóxido, particularmente acentuado em células neointimais. As curvas de viabilidade celular indicam uma sensibilidade aumentada a estressores do RE, doadores de NO e particularmente a oxidantes exógenos. Em conjunto, estes resultados permitem concluir que o fenótipo neointimal é um fenótipo de estresse oxidativo acentuado e persistente, mesmo em condições de cultura celular, e que este estresse oxidativo decorre pelo menos em parte da ativação do complexo NADPH oxidase no contexto de uma adaptação à resposta celular integrada ao estresse. Estes dados indicam novas perspectivas no entendimento dos mecanismos envolvidos na fisiopatologia redox da neoíntima, podendo suscitar o desenho de intervenções terapêuticas racionais. / Formation of a neointimal layer is the hallmark of most vascular diseases, such as atherosclerosis and restenosis after angioplasty. Neointimal cells display an undifferentiated noncontractile smooth muscle phenotype with marked extracellular matrix secretion. Their origin can be multiple. Among factors that govern the (de)differentiation, proliferation and migration of neointimal cells, there is evidence for a key role of redox processes, but the underlying mechanisms are unclear. Advancing the knowledge about such redox mechanisms has been difficulted by the absence of a reproducible method of neointimal cell culture. The objectives of this work are: 1) To develop a model of neointimal cell culture, in which cells are harvested from rabbit iliac arteries 14 days after overdistention balloon injury. 2) To assess the redox status in such neointimal cells and the possible enzymatic source of reactive oxygen, with emphasis in the NAD(P)H oxidase complex. 3) To investigate the expression of endoplasmic reticulum stress markers and their corralation with redox status. 4) To investigate the effects of proapoptotic stimuli such as serum deprivation, endoplasmic reticulum stressors and particularly the exogenous administration of nitric oxide in viability and redox status of neointimal cells. Our results show that it is possible to harvest and cultivate neointimal cells after balloon injury. The neointimal cells in culture, even after several passages, exhibit increased indexes of oxidative stress. Oxidative stress in such cells is associated with increased activation of the vascular NAD(P)H oxidase complex. Contrarily to what was observed in healing arteries harvested from in vivo rabbits, markers of ER stress did not show any change when compared with primary smooth muscle cells kept in similar conditions. Oxidative stress response was increased after NADPH oxidase agonists; in particular, exposure to exogenous nitric oxide markedly increased superoxide radical production in neointimal cells. Cell viability curves showed increased sensitivity to ER stressors, NO donors and, particularly, exogenous oxidants. Therefore, the neointimal phenotype is a phenotype of intrinsic sustained oxidative stress even after several passages in culture. Such oxidative stress is due at least in part to activation of the NAD(P)H oxidase complex in the context of adaptation to an integrated stress response. This data provide new perspectives to understand redox mechanisms associated with neointimal pathophysiology and can lead to development of rational therapeutic interventions.

High-dose pharmacologic ascorbate has promise as an adjuvant to traditional therapies for cancer. It is hypothesized that the peak plasma concentration is a key determinant in treatment efficacy. From the Phase I clinical trails on the use of pharmacological ascorbate as an adjuvant to Gemcitabine in the treatment of stage IV pancreatic cancer at the University of Iowa Hospitals and Clinics, we found that monitoring plasma ascorbate concentration [AscH-]pl with each infusion is both very time consuming and expensive for large scale implementation. A method to determine the amount and protocol to infuse ascorbate to achieve a desired patient [AscH-]pl would be of great benefit. Current models lack flexibility for various infusion proto- cols. Additionally, constructing a model of ascorbate pharmacokinetics would allow investigation of an optimal dosing regime to maintain constant plasma ascorbate levels. A mechanistic model and an empirical model were developed and validated. The mechanistic model suitably replicated the results obtained in the clinical trial but contained too many variables to be useful in a clinical setting. The empirical model showed good results in replicating the trial results and requires only a few easily measured variables to generate predictions High dose ascorbate has been shown to produce hydrogen peroxide. In furthering the studies of how ascorbate affects tumor cells, the action of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) is considered because it supplies NADPH to several peroxide removal pathways. To this end, the kinetics of G6PD were studied using kinetic simulations. G6PD exhibits a reserve capacity, which is the difference between the activity when all intracellular NADP is oxidized to the rate at which is operates when intracellular NADP is at the physiologic 90 % reduced to 10 % oxidized ratio. These simulations yielded an interesting pattern which is also seen by evolutionary biologists. G6PD exhibits a response capacity, which is the difference between the maximum G6PD activity exhibited when there is no demand for NADPH greater than normal cell functions and the activity exhibited when all cellular NADP is oxidized.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第21837号 / 農博第2350号 / 新制||農||1069(附属図書館) / 学位論文||H31||N5209(農学部図書室) / 京都大学大学院農学研究科地域環境科学専攻 / (主査)教授 田中 千尋, 教授 本田 与一, 准教授 刑部 正博 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DGAM