Birds uniquely produce sound through a vocal organ known as a syrinx. The presence of wall shear stress acting on the airway cells of any organism will affect how airway cells develop and multiply. Unique features of avian airway geometry and breathing pattern might have contributed to the development of the syrinx. This thesis examines wall shear stress in the trachea and first bronchi of avian geometries using computational fluid dynamics. The computational fluid dynamic simulations underwent grid- and time-independence studies and were validated using particle image velocimetry. Parameters such as bird size, bronchial branching angle, and breathing waveform were examined to determine conditions that contributed to higher wall shear stress. Both simplified and CT scan-derived respiratory geometries were examined. Maximum wall shear stress for the simplified geometries was found to be highest during the inspiratory phase of breathing and was highest near the pessulus. Maximum wall shear stress in the CT scan-derived geometries was less phase-dependent and was highest near constrictions in the airway. Comparison between scanned and simplified geometry simulations revealed significant differences in wall shear stress magnitudes and flow features. If wall shear stress is found to be important in the development of the syrinx or the advantage of a syrinx, the thesis results are anticipated to aid in characterizing conditions that would have contributed to the development of the syrinx or advantages of syringeal vocal fold position over tracheal vocal fold position.

Acute Pancreatitis (AP) is a common disease with systemic complications, specifically pulmonary complications that are well-documented [1]. Here we present, to the best of our knowledge, the first reported case of tracheobronchomalacia as a respiratory complication of AP. A 54-year-old white male with multiple chronic comorbidities developed necrotizing acute pancreatitis (NAP) following a surgical procedure. Internal Medicine evaluated and managed his NAP according to protocol. Within one week of NAP onset, the patient developed rapid respiratory distress. Chest radiography and ABGs were unable to diagnose ARDS. A CT scan with IV contrast was completed to investigate a pulmonary embolus and found the tracheal diameter variations during inspiration and expiration of the respiratory cycle consistent with tracheobronchomalacia (TBM). The patient’s respiratory status continued to deteriorate requiring endotracheal intubation and mechanical ventilation with weaning trials proving to be futile. The patient eventually developed fungemia and expired after his family opted for palliative extubation. Airway collapse related to TBM is an under-recognized diagnosis which should be suspected in patients with NAP who develop acute respiratory distress in whom no specific etiology has been determined.

Rhabdomyosarcomas (RMS) are the most common type of soft tissue neoplasm in children. They typically arise from primitive skeletal muscle and are usually observed in either the head and neck or the genitourinary region. We report a rare case of an embryonal rhabdomyosarcoma lung malignancy and a formulated histopathological process to differentiate these lesions from its main differentials. We aim to bring attention to this case in an effort to assist physicians in making the correct diagnosis, should they be presented with a similar case. Here we present a case of a 56-year-old female with a past medical history of COPD and a 30-pack-year smoking history who was referred to a Regional Cancer Center clinic due to newly diagnosed lung cancer. The patient presented with anorexia, weight loss, cough, dyspnea for two months, and a 30-pound weight loss over the last month. CTA of the chest on 7/26/2021 revealed a 14 cm confluent mass extending throughout the mediastinum and the left hilum with associated narrowing of the left-sided pulmonary arteries and bronchi consistent with neoplasia. Several cavitary nodules in the left lung are present, consistent with metastatic disease. CT-guided biopsy on 8/2/2021 revealed a high-grade neoplasm with neuroendocrine features, and frequent mitotic figures, and tumor necrosis. Immunohistochemical staining was positive for synaptophysin, and CD56. Negative stains include cytokeratin TTF-1, AE1/AE3, CAM 5.2, CK 34 beta E12, CK5/6, CK7, CK20, p40, mart 1, SOX10 and CD45. The patient was then diagnosed with pulmonary embryonal rhabdomyosarcoma. In this case report the patient was diagnosed with pulmonary embryonal rhabdomyosarcoma, which characteristically has cells that show variable degrees of skeletal muscle differentiation with spindled morphology and differentiated rhabdomyoblasts. Desmin, myoD1, and myogenin are the key immunohistochemical stains that should be utilized to confirm the suspected diagnosis of a RMS. The staining pattern varies between different RMS subtypes, as the pulmonary subtype staining pattern is more focal compared to the others which tend to stain diffusely. CD56 staining can also be used to identify an alveolar RMS, however, is nonspecific. In this patient's case, CD56 was positive but the FISH analysis confirmed embryonal RMS as the final diagnosis. Previous studies have indicated that RMS can metastasize to the lung, thus this strain can prove to be a useful tool in rare cases such as this one, where the etiology of the cancer is unclear but has progressed to the lung. This unique case report highlights the diagnostic approach and aims to provide a differential diagnosis for a pulmonary embryonal rhabdomyosarcoma as well as an effective workup. Future research into the origin of the pulmonary embryonal rhabdomyosarcoma is indicated to provide comprehensive treatment for the patient and further understand the pathophysiology of the disease discussed.

Background: The etiology of pulmonary disease is complex and influenced by various factors, resulting in a significant public health issue, with 16 million Americans living with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and 24 million with asthma, and cases are on the rise. The purpose of this study was to explore demographic, health status, and lifestyle behaviors with pulmonary disease so patterns of risk can be understood and inform interventions. Methods: This cross-sectional study utilized the National Inpatient Sample Data from 2019 (NIS 2019). The predictor variables consisted of: demographics (age (18+), sex, race), health status (obesity, depression, diabetes), lifestyle behaviors (smoking, alcohol use, and aspirin use), and the outcome variable was pulmonary disease. To ensure accuracy, the data was weighted by the variable discharge weight (DISCWT), and chi-square analyses and ANOVA tests were conducted to determine the independence of categorical and numerical predictor variables. Descriptive statistics were conducted for all variables, simple and multiple logistic regression analyses were performed to identify factors that contribute to the likelihood of having pulmonary disease. Results: The sample of the NIS 2019 data included 6,043,654 cases of which, 22.65% of inpatients had pulmonary disease. The collective sample demographic characteristics were: mean age of 58.4 years, and more than half of inpatients were females (57.05% compared to 42.95% males). In terms of health, 17.75% of the sample were obese, 28.8% had diabetes, and 14.25% were depressed. Within the collective sample, 16.8% of inpatients reported smoking, 9.09% drank alcohol, and 14.51% consumed aspirin (long-term (current) use of aspirin). Results of the multivariate statistical analyses reveal that individuals who were obese were 68.3% more likely to have pulmonary disease compared to non-obese patients (aOR = 1.683, CI 1.679-1.686, pConclusion: Results of our study provide important insights between pulmonary disease and associated risk patterns. As pulmonary symptoms have risen in the wake of the COVID-19 pandemic, there is an urgent public health need to explore disruption of risk pathways to avoid overwhelming fragile global healthcare systems.

Estima-se que a mortalidade neonatal canina nas primeiras semanas de vida seja de 30%, em razão de diversas causas, dentre elas falhas de assistência neonatal. Em Medicina Humana, protocolos de assistência cardio-respiratória ao recém-nascido estão bem estabelecidos e são utilizados de rotina. Porém, os cuidados direcionados aos neonatos debilitados em Medicina Veterinária são, em geral, empíricos e passíveis de causar traumas e contusões. Deste modo, objetivou-se comparar o padrão do aparelho respiratório ao nascimento e a evolução durante a primeira hora de vida em neonatos nascidos em eutocia via vaginal ou cesariana eletiva; propor um protocolo de conduta para a avaliação do aparelho respiratório de neonatos nascidos em eutocia ou cesariana, por meio da auscultação cardio-torácica, do escore Apgar, hemogasometria, avaliação radiográfica pulmonar e da determinação do surfactante no líquido amniótico; relacionar o exame clínico geral com a avaliação específica do aparelho respiratório; estabelecer a análise de maior sensibilidade e especificidade na identificação de distúrbios respiratórios neonatais; quantificar os fosfolipídeos lecitina (L) e esfingomielina (E) no líquido amniótico; estabelecer a relação L/E, como indício de maturidade pulmonar. Utilizou-se 41 neonatos divididos em 2 grupos conforme a condição obstétrica: eutocia (1) ou cesariana eletiva (2). Foram avaliados o escore Apgar, temperatura corpórea e exame físico completo aos 0, 5 e 60 minutos pós-natal; hemogasometria venosa aos 0 e 60 minutos do nascimento e padrão radiográfico pulmonar ao nascimento. Houve significativo aumento dos valores de Apgar no decorrer da primeira hora de vida. Entretanto, o grupo 2 apresentou escore inferior ao nascimento e após 5 minutos. A temperatura corpórea neonatal apresentou significativa queda ao longo da primeira hora de vida, para ambos os grupos, com hipotermia após 5 e 60 minutos do nascimento. A auscultação pulmonar indicou irregularidade do padrão respiratório, presença de ruído respiratório de moderado a intenso e episódios de agonia respiratória, com evolução satisfatória ao longo da primeira hora de vida para ambos os grupos. Filhotes nascidos de cesariana apresentaram maior percentual de alterações radiográficas, com moderada a intensa opacificação pulmonar difusa, com pouca ou nenhuma definição da silhueta cardíaca e luz dos brônquios principais. Ao nascimento e após 1 hora, todos os neonatos apresentaram acidemia, sendo esta do tipo mista para o grupo 1 e do tipo respiratória para o grupo 2. Após 60 minutos houve parcial evolução do desequilíbrio ácido-básico em ambos os grupos. Não houve diferença estatística entre a relação L/E dos grupos 1 e 2 com valores de 7,29 (±3,55) e 5,89 (±4,87), respectivamente. Conclui-se que o padrão de análise do aparelho respiratório neonatal variou conforme a condição obstétrica; as variáveis de maior sensibilidade e especificidade para identificação de neonatos com distúrbios respiratórios ao nascimento foram auscultação torácica associada à avaliação hemogasométrica das variáveis pH e pCO2; os fosfolipídeos lecitina e esfingomielina presentes no líquido amniótico foram quantificados e a relação L/E estabelecida e indicou maturidade pulmonar independente da condição obstétrica. / Technical and scientific deficit related to veterinary neonatology is conspicuous. It is known that the canine mortality rate is up to 30% in the first weeks of life. In Human Medicine, neonatal cardio-respiratory assistance is well established and widely used. Thus, the objectives of the present study were to compare the respiratory system pattern at birth and its evolution during the first hour of life in puppies born through eutocia or cesarian section; to standardize neonatal respiratory system assessment under distinct obstetrics conditions; to correlate clinical general variables to the specific respiratory ones; to identify the most sensible and specific variables in order to attain neonatal respiratory diagnosis; to quantify the phospholipids lecithin (L) and sphingomielin (S) in amniotic fluid; to establish the L/S ratio and its correlation with lung maturity. Forty-one canine neonates were allocated into 2 groups according to the whelping condition: group 1 - eutocia and group 2 - elective cesarean section. The following assessments were performed at 0, 5 and 60 minutes after birth: Apgar score and rectal temperature. Venous hemogasometric evaluation was attained after birth and 1 hour later. Lung x-ray was performed between 0 and 5 minutes of life. Group 2 neonates showed lower vitality, with Apgar score significantly inferior at birth and after 5 minutes. Nevertheless, there was full satisfactory recovery at 5 minutes in both groups, with the Apgar score superior to 7. There was a significant reduction in rectal temperature with hypothermia at 5 and 60 minutes of birth in both groups. Respiratory pattern was irregular at lung auscultation, with mild to moderate sounds, but all neonates evolved properly among the first hour of life. Lung x-rays indicated relevant alterations in 17% of the puppies of group 1 and 30% of group 2. Cardiac silhouette and the main caudal bronchi were clearly visualized and the image of the thymus appeared like an enlarged domed volume in cranial mediastin, adjacent to the heart. The radiographic findings ranged from mild to moderate diffuse or restricted opacification of pulmonary parenchyma. Little or no definition of the cardiac silhouette, the main bronchi and the vagueness of the thymus were all findings consistent with pulmonary edema. All puppies presented acidemia at 0 and 60 minutes after birth, with partial recovery of the acid-base disorder in both groups during the first hour of life. L/S ratio was 7,29 (±3,55) for group 1 and 5,89 (±4,87) for group 2, with no statistical difference between them. In conclusion, obstetric condition influences neonatal respiratory pattern evaluation; lung auscultation associated with pH and pCO2 hemogasometric values, which were more sensible and specific to identify respiratory disorders at birth; lecithin and sphingomielin were quantified in the amniotic fluid; L/S ratio was established and indicated lung maturity regardless of the whelping condition.

A análise exergética é aplicada ao corpo humano a fim de determinar o comportamento exergético padrão do corpo e do seu sistema respiratório para um indivíduo saudável em diferentes condições ambientais e intensidades de atividade física. Para isso, são calculadas as taxas de exergia destruída e as eficiências exergéticas do pulmão e do corpo como um todo para diferentes altitudes, períodos de aclimatação, temperaturas, umidades relativas e intensidades de atividade física. São utilizados modelos do corpo e do sistema respiratório disponíveis na literatura, assim como um modelo exergético do corpo. Para a análise exergética do sistema respiratório é proposto um modelo exergético baseado no modelo de transferência de calor e massa presente na literatura. A análise exergética é aplicada a dois volumes de controle: o corpo e o sistema respiratório, que compreende as vias aéreas e os pulmões. No primeiro volume de controle ocorre transferência de exergia para o ambiente através de convecção e radiação, assim como fluxos de exergia através da respiração e evaporação, além da geração de exergia pelo metabolismo exergético. No volume de controle relativo ao sistema respiratório, os fluxos de exergia estão associados ao ar inspirado e expirado e ao sangue venoso e arterial. A transferência de exergia ocorre através do calor gerado pelo metabolismo e do trabalho dos músculos respiratórios. Há também uma variação da exergia relativa ao metabolismo exergético do pulmão. Os resultados obtidos indicam que a eficiência exergética do pulmão diminui com a altitude e atividade física, enquanto a do corpo aumenta para ambos os parâmetros. Com relação à aclimatação, o período no qual as eficiências exergéticas são máximas é a partir de vinte dias. No que diz respeito à variação da temperatura e da umidade relativa, observa-se que quanto maior a intensidade da atividade física, menor a temperatura próxima do conforto. Nota-se que as eficiências do corpo e do pulmão têm comportamentos distintos, sendo o corpo mais influenciado pela intensidade da atividade física, enquanto o sistema respiratório é mais suscetível a alterações das condições ambientais. / Exergy analysis is applied to human body in order to determine the exergy behavior pattern of the body and its respiratory system for a healthy subject under different environmental conditions and physical activity intensities. In order to do so, destroyed exergy rate and exergy efficiencies are calculated for different altitudes, acclimatization periods, temperatures, relative humidities and exercise intensities. An integrated model of the body and its respiratory system and an exergy model of the body are utilized. To perform the exergy analysis of respiratory system, an exergy model based on that available in literature is proposed. Exergy analysis is applied to two control volumes: the human body as a whole and the respiratory system, which comprises the lungs and the airways. In the first control volume, the exergy rate transferred to the environment due to convection and radiation is considered, as well as the exergy flow rate associated with respiration and transpiration and the internal exergy generation caused by the exergy metabolism. In the second one, the exergy rates and flow rates are associated with the venous blood and the inspired air in the inlet and the arterial blood and expired air in the outlet. An internal exergy variation due to the exergy metabolism of the lung, an exergy transfer associated with the metabolism of the lung and the work performed by the respiratory muscles were also taken into account. The results indicate that the exergy efficiency of the lung decreases as the altitude and exercise intensity increase, while the exergy efficiency of the body increases for both parameters. Regarding acclimatization period, the greatest exergy efficiencies are obtained after twenty days. Concerning temperature and humidity variations, the higher the activity level, the lower the thermal comfort temperature. It is also possible to observe distinct behaviors between body and lung. The body is more influenced by the physical activity intensity, while the respiratory system is more affected by environmental parameters.

INTRODUÇÃO: As infecções do aparelho respiratório inferior (IARI) constituem importante causa de morbi-mortalidade nas crianças abaixo dos cinco anos de idade e são responsáveis por um grande número de hospitalizações. Os vírus são os seus principais agentes causadores. A maioria das IARI, na criança, tem um único agente viral identificado. Com o advento de técnicas moleculares, tornou-se possível a identificação de mais de um agente viral numa mesma amostra de secreção respiratória. No que diz respeito à gravidade da doença entre crianças infectadas por um único vírus em relação às crianças infectadas por dois ou mais vírus (coinfecção), a literatura científica revela-se conflitante. No presente estudo, os autores comparam a gravidade da infecção entre um ou mais agentes virais em crianças até 24 meses de idade hospitalizadas com infecção aguda do aparelho respiratório inferior e os possíveis fatores associados à evolução clinica. CASUÌSTICA E MÉTODOS: em estudo de coorte retrospectivo foram analisadas 304 crianças hospitalizadas com infecção respiratória aguda no período de fevereiro a novembro de 2005. Foram avaliadas as características demográficas dos pacientes (idade, sexo), diagnóstico de alta, presença de fatores de risco para gravidade (prematuridade, displasia broncopulmonar, cardiopatia, imunodepressão, neuropatia) e os seguintes desfechos de gravidade: tempo de internação, necessidade e tempo de oxigênio, necessidade e tempo de internação em UTI, necessidade e tempo de ventilação mecânica. A técnica de PCR ou RT-PCR foi utilizada para identificação de oito vírus respiratórios: vírus sincicial respiratório (VSR), metapneumovírus humano (MPV-h), parainfluenza 1, 2 e 3 (PIV), Influenza A e B (IV A e B) e adenovírus (AdV). RESULTADOS: Foram identificados agentes virais em 219 (72%) crianças sendo que 158 (72%) crianças apresentaram infecção por um único agente viral (IU) e 61 (28%) apresentaram co-infecção (CI). O VSR foi o vírus mais freqüente em ambos os grupos. No grupo IU, o VSR esteve presente em 121 amostras (76,6%), seguido do AdV em 20 amostras (12,6%) e pelo MPV-h em 11 amostras (7%). No grupo CI, o agente mais identificado em associação com o VSR foi o AdV, presente em 24 amostras (39%) seguido do MPV-h em 16 amostras (26%). Não foi encontrada diferença entre os grupos IU e CI quanto à idade (p=0,66), sexo (p=0,84), história de prematuridade (p=0,87). A distribuição das infecções virais, segundo o mês de ocorrência, foi semelhante nos grupos IU e CI, predominando nos meses de abril, maio e junho. As infecções virais foram mais frequentes nas crianças menores de 1 ano de idade tanto no grupo IU como no grupo CI. A bronquiolite foi o diagnóstico mais freqüente em ambos os grupos (42% IU e 33% CI). Não houve diferença, entre os dois grupos, quanto à necessidade de UTI (p=0,12), necessidade de oxigênio (p=0,71), necessidade de ventilação mecânica (p=0,35), tempo de internação (p=0,18), tempo de UTI (p=0,8), tempo de ventilação mecânica (p=0,8), tempo de oxigênio (p=0,81). CONCLUSÃO: A gravidade das infecções virais do aparelho respiratório inferior em lactentes hospitalizados foi semelhante tanto em pacientes com coinfecção como nos pacientes com infecção por um único agente. / BACKGROUND: Lower acute respiratory tract infections are a major cause of morbidity and mortality in children under five years of age and lead to a large number of hospitalizations. Acute bronchiolitis and pneumonia correspond to the main manifestations of these infections and viruses are the major ethiologic agents. Whether the infections caused by one or more virus are associated with the disease severity is still controversial . OBJECVIVES: to compare the severity of the infection by one or more viral agents in children up to 24 months of age hospitalized with acute lower respiratory tract infection and the possible associated factors with clinical outcome. PATIENTS AND METHODS: A retrospective study of 304 children hospitalized with acute respiratory disease from February to November 2005. We evaluated the demographics (age, sex), disease severity risk factors (prematurity, bronchopulmonary dysplasia, heart disease, immunosuppression, neuropathy, absence of breastfeeding) and the following outcomes: lengh of hospitalization, oxygen therapy, admission in the ICU, need of mechanical ventilation. The PCR or RT-PCR was used to identify eight respiratory viruses: respiratory syncytial virus (RSV), human metapneumovirus (h- MPV), parainfluenzavirus 1, 2 and 3 (PIV), influenza A and B (IV A and B) and adenovirus (AdV). RESULTS: Viral agents were identified in 219 (72%) children. Among them 158 (72%) were infected with a single viral agent and 61 (28%) had co-infection. RSV was the main ethiologic agent in 121 samples (76.6%) in the patients with a single agent , followed by AdV in 20 samples (12.6%) and the h-MPV in 11 samples (7%). In the patients with co-infection, the most common association was the RSV and AdV (39%) followed by the RSV and h-MPV (26%). There was no statistically significant difference between the group with single viral agent and the group with co-infection regarding age (p=0.66), gender (p=0.84), history of prematurity (p=0.87) and history of breastfeeding until 6 months of age (p=0.36). The monthly distribution of viral infections was similar in both groups, predominantly in April, May and June. Children under one year of age were the most afected by acute lower respiratory tract infection in both groups. Bronquiolitis was the most frequent diagnosis in both groups. There was no difference between the groups regarding the need for ICU (p=0.12), oxygen requirement (p=0.71), need for mechanical ventilation (p=0.35), length of hospitalization (p= 0.18), ICU stay (p= 0.8), duration of mechanical ventilation (p=0.8), oxygen therapy (p=0.81). CONCLUSION: In children hospitalized with acute respiratory low tract infection caused by one or more type of virus configure the same disease severity profile.

INTRODUÇÃO: Os macrófagos são células inflamatórias importantes no desenvolvimento e progressão do enfisema pulmonar e dependendo do estímulo do microambiente estas células podem ser diferenciadas em fenótipos M1 ou fenótipo M2. Os macrófagos de fenótipo M1 são reconhecidos como pró-inflamatórios enquanto que os macrófagos de fenótipo M2 são reconhecidos pela ação anti-inflamatória. O objetivo deste estudo foi caracterizar a polarização dos macrófagos em fenótipos M1 e M2 nos diferentes modelos experimentais de indução de enfisema pulmonar. MÉTODOS: foram utilizados camundongos C57BL/6 machos e foram divididos em quatro grupos experimentais, Grupo PPE (Elastase Pancreática de Porco): Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de PPE (0,667UI) com eutanásia no 28° dia; Grupo Salina: Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de soro fisiológico (SF) (0,9%) com eutanásia no 28° dia; Grupo Fumo: Animais que foram expostos à fumaça de cigarro durante 30 minutos, duas vezes por dia, 5 dias por semana consecutivos durante 12 semanas e Grupo Controle: Animais que foram mantidos no biotério e expostos ao ar ambiente por 12 semanas. Após eutanásia, os pulmões foram removidos, fixados em formaldeído e em seguida, foram feitos cortes para análise do intercepto linear médio (Lm) e contagem de células positivas para os macrófagos totais (MAC-2), interferon-gama (IFN)-gama e fator de necrose tumoral (TNF)-alfa, interleucina (IL)-10, transformação do fator do crescimento (TGF)-beta, metaloproteases (MMP)-9 e -12, no parênquima pulmonar. Pela técnica de ELISA foi avaliado no lavado broncoalveolar (LBA): IFN-gama e IL-12 (fenótipo M1) e IL-4, IL-10 e IL-13 (fenótipo M2). Pela técnica de PCR em tempo-real foi avaliada a expressão gênica para cluster of differentiation 68 (CD68), fator de regulação de interferon (Irf)-5, quimiocinas- CXC (CXCL9) e (CXCL10), o receptor de interleucina (IL)-12b e óxido nítrico sintase (iNOS) (fenótipo M1) e Irf-4, resistin-like molecule alpha (Fizz1), chitinase-3-like protein 3 (Ym1) e arginina-1 (Arg1) (fenótipo M2). RESULTADOS: Nossos resultados demonstraram aumento dos espaços aéreos distais e consequente presença de enfisema pulmonar nos dois grupos avaliados. Observamos redução da expressão gênica para CD68 no grupo PPE em comparação ao seu controle e tendência a aumento da expressão deste gene para o grupo Fumo comparado ao seu controle. A avaliação da expressão gênica para marcadores M1 revelou aumento para CXCL9 e CXCL10 nos grupos PPE, aumento de CXCL9 e redução de CXCL10 no grupo Fumo e redução de IL-12b no grupo Fumo comparados aos seus respectivos controles. A avaliação da expressão gênica para fenótipo M2, demonstrou diminuição de Arg1 e Fizz1 nos grupos PPE comparado ao salina. Pela técnica de ELISA encontramos uma redução de IL-4, IL-10 e IL-13 nos grupos PPE e aumento no grupo Fumo de IL-10, ambos comparados aos seus respectivos controles. Para a contagem de células positivas MAC-2, encontramos o aumento de macrófagos totais nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M1, encontramos aumento de TNF-alfa e IFN-gama nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M2, encontramos aumento de TGF-beta nos dois modelos de enfisema pulmonar avaliado. Entretanto para interleucina-10 encontramos uma redução no grupo PPE e aumento no grupo Fumo, ambos comparados aos seus respectivos controles. CONCLUSÃO: Demonstramos que os modelos induzidos pela exposição a fumaça de cigarro e instilação elastase resultaram em diferentes polarizações de macrófagos devido às diferenças do microambiente e que o modelo experimental de exposição à fumaça de cigarro foi o que melhor representou as características fisiológicas observadas em pacientes DPOC / Macrophages are important inflammatory cells on development and progression of pulmonary emphysema. Depending on microenvironment stimuli, these cells can differentiate into M1 or M2 phenotypes. Macrophages M1 phenotype play proinflammatory role whereas macrophages M2 phenotype play anti-inflammatory role. Our objective was to characterize the polarization of macrophages in M1 and M2 phenotypes in different experimental models of pulmonary emphysema induction. Male C57BL/6 mice were used and divided into four experimental groups. Group PPE (Porcine Pancreatic Elastase): Animals received intranasal instillation of 50 microL of PPE (0.677 IU) with euthanasia on the 28th day; Saline Group: Animals which received intranasal instillation of 50 microL SF (0.9%) with euthanasia on the 28th day; Cigarette Smoke Group: Animals exposed to cigarette smoke for 30 minutes, twice a day, 5 days a week for 12 weeks and Control Group: Animals that were exposed to ambient air for 12 weeks. After euthanasia, the lungs were removed, fixed in formaldehyde and then sectioned for analysis of the mean linear intercept (Lm) and counting of cells positive for total macrophages (MAC-2), interferon gamma (IFN-gama), factor Tumor necrosis (TNF-alfa), interleukin (IL)-10, transforming growth factor beta (TGF)-beta, matrix metalloproteinases- (MMP)-9 e -12 in the lung parenchyma through the immunohistochemistry technique. In order to evaluate the expression of proteins we used ELISA technique for IFN-gama and IL-12 (M1 phenotype) and IL-4, IL-10 and IL-13 (M2 phenotype) by bronchoalveolar lavage (BAL). They were also evaluated by gene expression analysis by the Real Time-PCR technique for cluster of differentiation 68 (CD68), interferon regulating factor (Irf-5), chemokines CXC (CXCL9) and (CXCL10), subunit beta of interleukin 12 (IL-12b) and nitric oxide synthase (iNOS) and for M2 phenotypes were analyzed Irf4, found in inflammatory zone- 1(Fizz1), chitinase type-1 (Ym1) and arginine-1 (Arg1) molecules. RESULTS: Our results demonstrated an increase in distal air spaces and consequent presence of pulmonary emphysema in both groups. Also, we observed reduction of CD-68 gene expression in PPE group compared to his control and tendency to increase the expression on Cigarette Smoke group (CS) compared to his Control. The evaluation of gene expression for M1 markers revealed an increase for CXCL9 and CXCL10 in the PPE groups, increase of CXCL-9 and reduction of CXCL10 on CS group and reduction of IL-12b on CS group compared to their respective controls. The evaluation of gene expression for M2 phenotype demonstrated a decrease of Arg1 and Fizz1 in PPE groups compared to saline group. By ELISA technique, we found reduction of IL-4, IL-10 and IL-13 on PPE groups, while we did not observe statistical difference in CS group, both compared to their respective controls. The TNF-alfa and IFN-gama positive cells counts showed an increase for both groups in the two models evaluated, for M2 phenotype we found an increase for TGF-beta in both emphysema models whereas for IL-10 we found a reduction in PPE group and increase on CS group, both compared to their respective controls. CONCLUSIONS: We demonstrated that the models induced by exposure to cigarette smoke and elastase instillation resulted in different macrophages polarizations due to differences in the microenvironment and that the experimental model of exposure to cigarette smoke was the one that best represented the physiological characteristics observed in COPD patients

INTRODUÇÃO: Os macrófagos são células inflamatórias importantes no desenvolvimento e progressão do enfisema pulmonar e dependendo do estímulo do microambiente estas células podem ser diferenciadas em fenótipos M1 ou fenótipo M2. Os macrófagos de fenótipo M1 são reconhecidos como pró-inflamatórios enquanto que os macrófagos de fenótipo M2 são reconhecidos pela ação anti-inflamatória. O objetivo deste estudo foi caracterizar a polarização dos macrófagos em fenótipos M1 e M2 nos diferentes modelos experimentais de indução de enfisema pulmonar. MÉTODOS: foram utilizados camundongos C57BL/6 machos e foram divididos em quatro grupos experimentais, Grupo PPE (Elastase Pancreática de Porco): Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de PPE (0,667UI) com eutanásia no 28° dia; Grupo Salina: Animais que receberam instilação intranasal de 50 microL de soro fisiológico (SF) (0,9%) com eutanásia no 28° dia; Grupo Fumo: Animais que foram expostos à fumaça de cigarro durante 30 minutos, duas vezes por dia, 5 dias por semana consecutivos durante 12 semanas e Grupo Controle: Animais que foram mantidos no biotério e expostos ao ar ambiente por 12 semanas. Após eutanásia, os pulmões foram removidos, fixados em formaldeído e em seguida, foram feitos cortes para análise do intercepto linear médio (Lm) e contagem de células positivas para os macrófagos totais (MAC-2), interferon-gama (IFN)-gama e fator de necrose tumoral (TNF)-alfa, interleucina (IL)-10, transformação do fator do crescimento (TGF)-beta, metaloproteases (MMP)-9 e -12, no parênquima pulmonar. Pela técnica de ELISA foi avaliado no lavado broncoalveolar (LBA): IFN-gama e IL-12 (fenótipo M1) e IL-4, IL-10 e IL-13 (fenótipo M2). Pela técnica de PCR em tempo-real foi avaliada a expressão gênica para cluster of differentiation 68 (CD68), fator de regulação de interferon (Irf)-5, quimiocinas- CXC (CXCL9) e (CXCL10), o receptor de interleucina (IL)-12b e óxido nítrico sintase (iNOS) (fenótipo M1) e Irf-4, resistin-like molecule alpha (Fizz1), chitinase-3-like protein 3 (Ym1) e arginina-1 (Arg1) (fenótipo M2). RESULTADOS: Nossos resultados demonstraram aumento dos espaços aéreos distais e consequente presença de enfisema pulmonar nos dois grupos avaliados. Observamos redução da expressão gênica para CD68 no grupo PPE em comparação ao seu controle e tendência a aumento da expressão deste gene para o grupo Fumo comparado ao seu controle. A avaliação da expressão gênica para marcadores M1 revelou aumento para CXCL9 e CXCL10 nos grupos PPE, aumento de CXCL9 e redução de CXCL10 no grupo Fumo e redução de IL-12b no grupo Fumo comparados aos seus respectivos controles. A avaliação da expressão gênica para fenótipo M2, demonstrou diminuição de Arg1 e Fizz1 nos grupos PPE comparado ao salina. Pela técnica de ELISA encontramos uma redução de IL-4, IL-10 e IL-13 nos grupos PPE e aumento no grupo Fumo de IL-10, ambos comparados aos seus respectivos controles. Para a contagem de células positivas MAC-2, encontramos o aumento de macrófagos totais nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M1, encontramos aumento de TNF-alfa e IFN-gama nos dois modelos avaliados, para marcadores de fenótipo M2, encontramos aumento de TGF-beta nos dois modelos de enfisema pulmonar avaliado. Entretanto para interleucina-10 encontramos uma redução no grupo PPE e aumento no grupo Fumo, ambos comparados aos seus respectivos controles. CONCLUSÃO: Demonstramos que os modelos induzidos pela exposição a fumaça de cigarro e instilação elastase resultaram em diferentes polarizações de macrófagos devido às diferenças do microambiente e que o modelo experimental de exposição à fumaça de cigarro foi o que melhor representou as características fisiológicas observadas em pacientes DPOC / Macrophages are important inflammatory cells on development and progression of pulmonary emphysema. Depending on microenvironment stimuli, these cells can differentiate into M1 or M2 phenotypes. Macrophages M1 phenotype play proinflammatory role whereas macrophages M2 phenotype play anti-inflammatory role. Our objective was to characterize the polarization of macrophages in M1 and M2 phenotypes in different experimental models of pulmonary emphysema induction. Male C57BL/6 mice were used and divided into four experimental groups. Group PPE (Porcine Pancreatic Elastase): Animals received intranasal instillation of 50 microL of PPE (0.677 IU) with euthanasia on the 28th day; Saline Group: Animals which received intranasal instillation of 50 microL SF (0.9%) with euthanasia on the 28th day; Cigarette Smoke Group: Animals exposed to cigarette smoke for 30 minutes, twice a day, 5 days a week for 12 weeks and Control Group: Animals that were exposed to ambient air for 12 weeks. After euthanasia, the lungs were removed, fixed in formaldehyde and then sectioned for analysis of the mean linear intercept (Lm) and counting of cells positive for total macrophages (MAC-2), interferon gamma (IFN-gama), factor Tumor necrosis (TNF-alfa), interleukin (IL)-10, transforming growth factor beta (TGF)-beta, matrix metalloproteinases- (MMP)-9 e -12 in the lung parenchyma through the immunohistochemistry technique. In order to evaluate the expression of proteins we used ELISA technique for IFN-gama and IL-12 (M1 phenotype) and IL-4, IL-10 and IL-13 (M2 phenotype) by bronchoalveolar lavage (BAL). They were also evaluated by gene expression analysis by the Real Time-PCR technique for cluster of differentiation 68 (CD68), interferon regulating factor (Irf-5), chemokines CXC (CXCL9) and (CXCL10), subunit beta of interleukin 12 (IL-12b) and nitric oxide synthase (iNOS) and for M2 phenotypes were analyzed Irf4, found in inflammatory zone- 1(Fizz1), chitinase type-1 (Ym1) and arginine-1 (Arg1) molecules. RESULTS: Our results demonstrated an increase in distal air spaces and consequent presence of pulmonary emphysema in both groups. Also, we observed reduction of CD-68 gene expression in PPE group compared to his control and tendency to increase the expression on Cigarette Smoke group (CS) compared to his Control. The evaluation of gene expression for M1 markers revealed an increase for CXCL9 and CXCL10 in the PPE groups, increase of CXCL-9 and reduction of CXCL10 on CS group and reduction of IL-12b on CS group compared to their respective controls. The evaluation of gene expression for M2 phenotype demonstrated a decrease of Arg1 and Fizz1 in PPE groups compared to saline group. By ELISA technique, we found reduction of IL-4, IL-10 and IL-13 on PPE groups, while we did not observe statistical difference in CS group, both compared to their respective controls. The TNF-alfa and IFN-gama positive cells counts showed an increase for both groups in the two models evaluated, for M2 phenotype we found an increase for TGF-beta in both emphysema models whereas for IL-10 we found a reduction in PPE group and increase on CS group, both compared to their respective controls. CONCLUSIONS: We demonstrated that the models induced by exposure to cigarette smoke and elastase instillation resulted in different macrophages polarizations due to differences in the microenvironment and that the experimental model of exposure to cigarette smoke was the one that best represented the physiological characteristics observed in COPD patients

Alterações morfogênicas do aparelho cardiorespiratório de bovinos provenientes de fecundação in vitro e transferência nuclear são um dos principais fatores responsáveis pela alta incidência de mortalidade embrionária, fetal e pós-natal. Utilizamos técnicas empregadas em microscopia de luz para estudar o desenvolvimento do coração e pulmão nestes animais. Verificamos que em embriões provenientes de fecundação in vitro, aos 28 dias de gestação, aparece o tubo laringotraqueal e sua septação através da prega traqueoesofágica. Neste mesmo período os embriões apresentaram cavidade pericárdica, átrio dividido em direito e esquerdo, cone cardíaco, seio venoso, camada de miocárdio e epicárdio. O brônquio traqueal foi observado em embriões com idade gestacional de 36 dias a partir de um brotamento na porção lateral direita da traquéia, cranial a sua bifurcação. Aos 44 dias de gestação os brotos pulmonares dos embriões apresentaram brônquios principais originando brotamentos de brônquios segmentares. O mesênquima de sustentação em diferenciação continha vasos sangüíneos dispersos, diferentemente de embriões provenientes de TN, que com 68 dias de gestação apresentou pulmão em fase pseudoglandular contendo brotos de bronquíolos e poucos vasos sangüíneos nos cortes obtidos e analisados. Com 70 dias, o coração do feto apresentava ventrículo significativamente grande, pequeno átrio e pulmão não desenvolvido. A partir dos nossos resultados, concluímos que alterações genéticas, incompletas informações e comunicações celulares e modificação no metabolismo celular são os prováveis responsáveis pelas anomalias presentes nas técnicas de manipulação de embrião, causando um desenvolvimento mais lento e falho quando comparados com embriões in vivo, explicando o alto índice de perda gestacional / Morphogenetic changes of cardio-respiratory system of bovine from in vitro fertilization and nuclear transfer is a major factor responsible for high incidence of both periods embryonic, fetal and postnatal mortality. We used techniques of light microscopy to study the development of heart and lung in these animals. We found that in embryos derived from in vitro fertilization, at 28 days of gestation, appears the laryngotracheal tube and its fold through tracheoesophageal septation. In the same period the embryos showed pericardial cavity, atrium divided into left and right, cardiac cone, venous sinus, layer of myocardium and epicardium. In embryos with 36 days of gestational age was observed the tracheal bronchus from a bud in the right lateral portion of the trachea, cranial to its bifurcation. At 44 days of gestation, the lung buds of the embryos showed main bronchi giving rise to budding of segmental bronchi. The sustentation mesenchyme in differentiation contained scattered blood vessels, unlike embryos from TN, which with 68 days of gestation showed lung in pseudoglandular stage, containing bronchioles buds and few blood vessels in histological sections obtained and analyzed. With 70 days, the fetal heart ventricle had significantly large, small atrium and lungs not developed. From our results we conclude that genetic alterations, incomplete information in cellular communications and change in cellular metabolism are likely responsible for the anomalies in the techniques of embryo manipulation, causing a slower and flawed development when compared to embryos in vivo, explaining the high rate of pregnancy loss