Orientador: Marlos Gonçalves Sousa / Resumo: A doença valvar mitral tem alta prevalência em todo o mundo e é a enfermidade cardiovascular mais diagnosticada em cães. A referida enfermidade cardíaca possui caráter progressivo, que frequentemente leva à insuficiência cardíaca congestiva. Por sua vez, a insuficiência cardíaca congestiva é uma síndrome clínica complexa que leva a um baixo débito cardíaco, hipotensão e hipoperfusão tecidual, fazendo com que as demandas de diversos órgãos não sejam devidamente supridas. Com o intuito de ajustar a falha do coração como bomba, o organismo ativa uma série de mecanismos compensatórios que, em curto prazo, normalizam a pressão arterial. Dentre esses mecanismos, se destaca como um dos mais importantes, ativação do sistema nervoso autônomo simpático. Todavia, a ativação desses mecanismos, em logo prazo, resulta em progressão da disfunção ventricular, morte dos cardiomiócitos, desenvolvimento de sinais clínicos e óbito. Quando o débito cardíaco é prejudicado pela falha da função ventricular, a hipotensão relativa estimula os barorreceptores a ativar o sistema nervoso autônomo simpático, conduzindo ao aumento da concentração sérica de noradrenalina na insuficiência cardíaca congestiva. A noradrenalina é uma catecolamina endógena sintetizada pelas células cromafins na medula adrenal, que age em receptoresα1-adrenérgicos, promovendo o aumento da resistência vascular sistêmica, e em receptores β1-adrenérgicos, exercendo atividade inotrópica e cronotrópica positivas. No tratamento da insu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Mitral valve disease has a high prevalence worldwide and is the most diagnosed cardiovascular disease in dogs. The referred cardiac disease presents a progressive character, which often leads to congestive heart failure. In turn, congestive heart failure is a complex clinical syndrome that leads to low cardiac output, hypotension and tissue hypoperfusion, causing the demands of various organs not to be adequately met. In order to adjust heart failure as a pump, the body activates a series of compensatory mechanisms that, in the short term, normalize blood pressure. Among these mechanisms, it stands out as one of the most important, sympathetic autonomic nervous system activation. However, the activation of these mechanisms, in the long term, results in progression of ventricular dysfunction, death of cardiomyocytes, development of clinical signs and death. The main mechanism is the activation of sympathetic autonomic nervous system. When cardiac output is impaired by failure of ventricular function, relative hypotension stimulates baroreceptors to activate the sympathetic autonomic nervous system, leading to increased serum noradrenaline concentration in congestive heart failure. Noradrenaline is an endogenous catecholamine synthesized by chromaffin cells in the adrenal medulla, which acts at α1 -adrenergic receptors, promoting the increase of systemic vascular resistance, and at β1 -adrenergic receptors, exerting positive inotropic and chronotropic activity. In the treatment... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O estudo investigou a participação do sistema nervoso simpático ß-adrenérgico sobre a regulação da expressão gene do GLUT4 em músculo vermelho (sóleo) e branco (EDL) no jejum. Foram estudados ratos alimentados livremente, jejuados por 48 horas e sob bloqueio ß1/ß2 ou bloqueio ß1/ß2/ß3 ou sob estímulo ß1/ß2/ß3-adrenérgicos. Os músculos sóleo e EDL foram analisados por Northern e Western Blotting. O jejum diminuiu o peso dos animais, a glicemia, a insulinemia, e aumentou concentração de ácidos graxos livres (AGL). O bloqueio ß1/ß2 aumentou a insulinemia, o bloqueio ß1/ß2/ß3 reduziu a glicemia e o estímulo ß1/ß2/ß3 aumentou AGL. O jejum aumentou mRNA do GLUT4 no sóleo e EDL, os bloqueios ß-adrenérgicos reduziram o mRNA no sóleo e EDL, e o estímulo ß aumentou o mRNA somente no sóleo. O jejum aumentou a proteína GLUT4 no sóleo e nos tratamentos somente reduziu com o bloqueio triplo, no EDL. O jejum aumentou a expressão do gene do GLUT4 em músculo esquelético. A atividade simpática ß-adrenérgica é fundamental para aumentar a expressão do GLUT4 no sóleo e manter no EDL. / The study investigated the participation of ß-adrenergic sympathetic nervous system in the regulation of GLUT4 gene expression in red (soleus) and white (EDL) muscles during fasting. Rats were fasted for 48hours and treated with ß1/ß2-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors agonist. Soleus and EDL muscles were analyzed by Northern and Western Blotting. Fasting decreased body weight, glycemia, insulinemia, and increased non esterified free fatty acids (NEFA). The insulinemia increased with ß1/ß2 blockade, glycemia decreased with triple blockade, NEFA increased with ß stimulus. The GLUT4 mRNA increased in soleus and EDL after fasting, and it decreased in soleus and EDL after ß1/ß2 blockade and triple blockade, and increased in soleus after ß stimulus. GLUT4 protein increased in soleus of fasted rats, and decreased with triple blockade in EDL. Fasting increased GLUT4 gene expresion in skeletal muscle. The ß-adrenergic sympathetic activity is essencial to increase GLUT4 expression in soleus and to preserve it in EDL.

A existência de associações bidirecionais entre o Sistema Nervoso e o Sistema Imune reforça a hipótese de que mudanças no Sistema Nervoso Central (SNC) influenciam a resposta imune e a susceptibilidade orgânica às doenças. De fato, em contextos de estresse físico ou psicológico, glicocorticóides liberados pelo córtex das adrenais e catecolaminas produzidas pelo Sistema Nervoso Autônomo Simpático (SNAS) e pela medula das adrenais, modulam a atividade do Sistema Imune. O estresse psicológico associado no ser humano ao ato de cuidar e conviver com companheiros acometidos por diversos tipos de enfermidades crônicas ou transtornos psíquicos têm sido correlacionado ao aparecimento de alterações comportamentais, tais como depressão e ansiedade, assim como alterações imunes e queda da resistência orgânica às infecções. Em nosso laboratório, camundongos que conviveram por 14 dias com coespecíficos portadores de um tumor ascítico de Ehrlich (TAE) apresentaram importantes alterações comportamentais e de imunidade inata, atribuídas tanto à estimulação do sistema catecolaminérgico central e do SNAS. Desta forma, pareceu-nos relevante estudar mais profundamente e dentro de uma perspectiva neuroimune o envolvimento do SNAS com os efeitos desencadeados pela convivência com dois portadores do TAE usando como ferramentas farmacológicas o propranolol (antagonista -adrenérgico) e o ICI-118,551 (antagonista β2-adrenérgico). Os resultados obtidos mostraram que o bloqueio dos receptores β-adrenérgicos nos animais companheiros do doente: 1) reverteu o comportamento do tipo-ansioso, uma vez que os camundongos voltaram a frequentar a zona central do campo aberto e reduziu a velocidade média dos animais no campo aberto, porém, não alterou de forma significante a distância total percorrida; 2) reverteu a diminuição nos níveis de noradrenalina e aumentou os níveis do metabólito VMA no hipotálamo, mas não alterou o turnover hipotalâmico de noradrenalina ou os níveis de monoaminas e de seus metabólitos no córtex frontal e no bulbo olfatório; 3) não alterou os níveis séricos de corticosterona; 4) não alterou o peso relativo das adrenais; 5) não alterou a contagem de células na medula óssea; 6) modulou a porcentagem de células natural killer (NK) sanguíneas e esplênicas e diminuiu a expressão da molécula CD69 em células NK esplênicas, mas não alterou a expressão da molécula CD69 em células NK sanguíneas; 7) não alterou o burst basal ou induzido por PMA ou por SAPI e a fagocitose de neutrófilos. O bloqueio dos receptores β2-adrenérgicos nos animais companheiros do doente alterou apenas a expressão da molécula CD69 em células NK sanguíneas, mas não modificou de forma significante quaisquer dos parâmetros comportamentais e neuroquímicos analisados. Conclui-se, então, que algumas das alterações imunes e comportamentais desencadeadas pela convivência com coespecíficos portadores de TAE sejam mediadas pelo SNAS via receptores beta-adrenérgicos / The existence of bi-directional interactions between the Nervous System and the Immune System reinforces the hypothesis that changes in Central Nervous System (CNS) activity modify not only the immune response but also the susceptibility to diseases. Indeed, in presence of physical or psychological stress, glucocorticoids released by the cortex of the adrenal gland and catecholamines released by the Autonomic Sympathetic Nervous System (ASNS) activation and the adrenal glands were reported to modulate the activity of the Immune System. Psychological stress was described in human caregivers of sick partners, especially when they present chronic diseases and/or psychological disorders, such as depression and anxiety; immune disorders and decreased host resistance to infections were also reported in caregivers. In our laboratory, Swiss mice that lived for 14 days with Ehrlich ascetic tumor bearing conspecifics showed interesting behavioral and innate immune changes that were attributed to catecholaminergic activation within the Central Nervous System or to ASNS activation. Thus, it seemed relevant to study more deeply and under a neuroimmune perspective the involvement of the ASNS in the effects triggered by cohabitation with two sick partners using as pharmacological tools: propranolol (β-adrenergic antagonist) and ICI-118.551 (β2-adrenergic antagonist). Our results showed that β-adrenergic receptors blockade: 1) reversed the anxiety-like behavior induced by cohabitation, once the animals returned to visit the central area of the open field arena and abrogated the effects of the housing condition on the average speed of locomotion measured in those animals; 2) reversed the decrease in norepinephrine levels and increased VMA levels in the hypothalamus; 3) modulated the percentage of natural killer (NK) cells in both, spleen and blood; also, decreased the expression of CD69 molecule on splenic NK cells. Further analysis showed no changes in: 4) the total distance traveled in the open field; 5) the hypothalamic norepinephrine turnover and the levels of monoamines and their metabolites in the frontal cortex and olfactory bulb; 6) the serum corticosterone levels; 7) the relative adrenal glands; 8) cell number in the bone marrow; 9) the basal oxidative burst or those induced by PMA or SAPI in neutrophils and in neutrophils phagocytosis. The blockade of β2-adrenergic receptors by ICI-118.551 changed only the CD69 expression in NK blood cells, being unable to modify any of the behavioral and neurochemical parameters analyzed. Therefore, it seems that only some of the immune and behavioral changes triggered by cohabitation with two sick partners present a relevant participation of SNAS through beta-adrenergic receptors

A existência de associações bidirecionais entre o Sistema Nervoso e o Sistema Imune reforça a hipótese de que mudanças no Sistema Nervoso Central (SNC) influenciam a resposta imune e a susceptibilidade orgânica às doenças. De fato, em contextos de estresse físico ou psicológico, glicocorticóides liberados pelo córtex das adrenais e catecolaminas produzidas pelo Sistema Nervoso Autônomo Simpático (SNAS) e pela medula das adrenais, modulam a atividade do Sistema Imune. O estresse psicológico associado no ser humano ao ato de cuidar e conviver com companheiros acometidos por diversos tipos de enfermidades crônicas ou transtornos psíquicos têm sido correlacionado ao aparecimento de alterações comportamentais, tais como depressão e ansiedade, assim como alterações imunes e queda da resistência orgânica às infecções. Em nosso laboratório, camundongos que conviveram por 14 dias com coespecíficos portadores de um tumor ascítico de Ehrlich (TAE) apresentaram importantes alterações comportamentais e de imunidade inata, atribuídas tanto à estimulação do sistema catecolaminérgico central e do SNAS. Desta forma, pareceu-nos relevante estudar mais profundamente e dentro de uma perspectiva neuroimune o envolvimento do SNAS com os efeitos desencadeados pela convivência com dois portadores do TAE usando como ferramentas farmacológicas o propranolol (antagonista -adrenérgico) e o ICI-118,551 (antagonista β2-adrenérgico). Os resultados obtidos mostraram que o bloqueio dos receptores β-adrenérgicos nos animais companheiros do doente: 1) reverteu o comportamento do tipo-ansioso, uma vez que os camundongos voltaram a frequentar a zona central do campo aberto e reduziu a velocidade média dos animais no campo aberto, porém, não alterou de forma significante a distância total percorrida; 2) reverteu a diminuição nos níveis de noradrenalina e aumentou os níveis do metabólito VMA no hipotálamo, mas não alterou o turnover hipotalâmico de noradrenalina ou os níveis de monoaminas e de seus metabólitos no córtex frontal e no bulbo olfatório; 3) não alterou os níveis séricos de corticosterona; 4) não alterou o peso relativo das adrenais; 5) não alterou a contagem de células na medula óssea; 6) modulou a porcentagem de células natural killer (NK) sanguíneas e esplênicas e diminuiu a expressão da molécula CD69 em células NK esplênicas, mas não alterou a expressão da molécula CD69 em células NK sanguíneas; 7) não alterou o burst basal ou induzido por PMA ou por SAPI e a fagocitose de neutrófilos. O bloqueio dos receptores β2-adrenérgicos nos animais companheiros do doente alterou apenas a expressão da molécula CD69 em células NK sanguíneas, mas não modificou de forma significante quaisquer dos parâmetros comportamentais e neuroquímicos analisados. Conclui-se, então, que algumas das alterações imunes e comportamentais desencadeadas pela convivência com coespecíficos portadores de TAE sejam mediadas pelo SNAS via receptores beta-adrenérgicos / The existence of bi-directional interactions between the Nervous System and the Immune System reinforces the hypothesis that changes in Central Nervous System (CNS) activity modify not only the immune response but also the susceptibility to diseases. Indeed, in presence of physical or psychological stress, glucocorticoids released by the cortex of the adrenal gland and catecholamines released by the Autonomic Sympathetic Nervous System (ASNS) activation and the adrenal glands were reported to modulate the activity of the Immune System. Psychological stress was described in human caregivers of sick partners, especially when they present chronic diseases and/or psychological disorders, such as depression and anxiety; immune disorders and decreased host resistance to infections were also reported in caregivers. In our laboratory, Swiss mice that lived for 14 days with Ehrlich ascetic tumor bearing conspecifics showed interesting behavioral and innate immune changes that were attributed to catecholaminergic activation within the Central Nervous System or to ASNS activation. Thus, it seemed relevant to study more deeply and under a neuroimmune perspective the involvement of the ASNS in the effects triggered by cohabitation with two sick partners using as pharmacological tools: propranolol (β-adrenergic antagonist) and ICI-118.551 (β2-adrenergic antagonist). Our results showed that β-adrenergic receptors blockade: 1) reversed the anxiety-like behavior induced by cohabitation, once the animals returned to visit the central area of the open field arena and abrogated the effects of the housing condition on the average speed of locomotion measured in those animals; 2) reversed the decrease in norepinephrine levels and increased VMA levels in the hypothalamus; 3) modulated the percentage of natural killer (NK) cells in both, spleen and blood; also, decreased the expression of CD69 molecule on splenic NK cells. Further analysis showed no changes in: 4) the total distance traveled in the open field; 5) the hypothalamic norepinephrine turnover and the levels of monoamines and their metabolites in the frontal cortex and olfactory bulb; 6) the serum corticosterone levels; 7) the relative adrenal glands; 8) cell number in the bone marrow; 9) the basal oxidative burst or those induced by PMA or SAPI in neutrophils and in neutrophils phagocytosis. The blockade of β2-adrenergic receptors by ICI-118.551 changed only the CD69 expression in NK blood cells, being unable to modify any of the behavioral and neurochemical parameters analyzed. Therefore, it seems that only some of the immune and behavioral changes triggered by cohabitation with two sick partners present a relevant participation of SNAS through beta-adrenergic receptors

O estudo investigou a participação do sistema nervoso simpático ß-adrenérgico sobre a regulação da expressão gene do GLUT4 em músculo vermelho (sóleo) e branco (EDL) no jejum. Foram estudados ratos alimentados livremente, jejuados por 48 horas e sob bloqueio ß1/ß2 ou bloqueio ß1/ß2/ß3 ou sob estímulo ß1/ß2/ß3-adrenérgicos. Os músculos sóleo e EDL foram analisados por Northern e Western Blotting. O jejum diminuiu o peso dos animais, a glicemia, a insulinemia, e aumentou concentração de ácidos graxos livres (AGL). O bloqueio ß1/ß2 aumentou a insulinemia, o bloqueio ß1/ß2/ß3 reduziu a glicemia e o estímulo ß1/ß2/ß3 aumentou AGL. O jejum aumentou mRNA do GLUT4 no sóleo e EDL, os bloqueios ß-adrenérgicos reduziram o mRNA no sóleo e EDL, e o estímulo ß aumentou o mRNA somente no sóleo. O jejum aumentou a proteína GLUT4 no sóleo e nos tratamentos somente reduziu com o bloqueio triplo, no EDL. O jejum aumentou a expressão do gene do GLUT4 em músculo esquelético. A atividade simpática ß-adrenérgica é fundamental para aumentar a expressão do GLUT4 no sóleo e manter no EDL. / The study investigated the participation of ß-adrenergic sympathetic nervous system in the regulation of GLUT4 gene expression in red (soleus) and white (EDL) muscles during fasting. Rats were fasted for 48hours and treated with ß1/ß2-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors antagonist or ß1/ß2/ß3-adrenoceptors agonist. Soleus and EDL muscles were analyzed by Northern and Western Blotting. Fasting decreased body weight, glycemia, insulinemia, and increased non esterified free fatty acids (NEFA). The insulinemia increased with ß1/ß2 blockade, glycemia decreased with triple blockade, NEFA increased with ß stimulus. The GLUT4 mRNA increased in soleus and EDL after fasting, and it decreased in soleus and EDL after ß1/ß2 blockade and triple blockade, and increased in soleus after ß stimulus. GLUT4 protein increased in soleus of fasted rats, and decreased with triple blockade in EDL. Fasting increased GLUT4 gene expresion in skeletal muscle. The ß-adrenergic sympathetic activity is essencial to increase GLUT4 expression in soleus and to preserve it in EDL.

O aumento da osmolaridade plasmática é conhecido como hiperosmolaridade e é resultado do aumento do aporte de sódio ou, da diminuição do volume plasmático de água. Trata-se de um desafio orgânico capaz de iniciar uma série de respostas neuro-hormonais que incluem a liberação de vasopressina e aumento da atividade simpática, com consequente elevação da pressão arterial. Descrever o papel do sistema nervoso autonômico no desenvolvimento da hipertensão arterial secundária a ingestão de sódio é essencial para elucidar os mecanismos envolvidos na gênese desta patologia. Neste sentido, o RVLM é um importante alvo de estudos, dado seu envolvidos na regulação da atividade simpática, via projeções para a CIML. O RVLM possui um grupo neuronal denominado C1 caracterizado pela presença da enzima PNMT; a ativação destes neurônios já foi descrita em resposta a diversos desafios orgânicos tais como hipóxia, dor, hemorragia, inflamação, hipotensão e hipoglicemia. Sendo a hiperosmolaridade um desequilíbrio da homeostase propusemos investigar a possível participação dos neurônios adrenérgicos do grupamento C1 sobre a hipertensão secundária ao desafio hiperosmótico desencadeado pela ingestão crônica de solução de 2% cloreto de sódio (salina hipertônica de NaCl 2%) por 7 dias. Nossos resultados nos permitem concluir que: 1) a injeção de anti-D&betaH-saporina na região do RVLM causou a depleção de neurônios TH+ nas regiões C1 e A5; 2) A depleção dos neurônios TH+ não alterou o comportamento de ingestão de sódio e, tampouco os valores de hematócrito e osmolaridade plasmática resultados da exposição ao hiperosmótico durante 7 dias, comparado aos animais controle; 3) A lesão prévia dos neurônios do C1 e A5 inibe o desenvolvimento da hipertensão secundária ao estímulo hiperosmótico por ingestão de NaCl 2%. Além disso, propusemos também estudar como estariam as respostas cardiovasculares e de controle hidroeletrolítico em indivíduos normotensos e previamente hipertensos frente a diferentes intensidades de estímulo hiperosmótico desencadeado pela ingesta de salina hipertônica de NaCl 2%. Os resultados demonstraram que 1) a ingestão de sódio desencadeia uma elevação da pressão arterial de maior magnitude nos SHR, quando comparado aos animais Wistar; 2) que não parece estar envolvida com diferenças no balanço hidroeletrolítico, uma vez que observou-se repostas similares entre as duas linhagens; 3) houve ainda, um aumento da expressão do RNAm para neuropeptídeo vasopressina (VP) no núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN) tanto em Wistar quanto em SHR decorrente da ingestão de NaCl 2% durante 7 dias. Até o presente momento nossos resultados permitem duas considerações acerca dos mecanismos envolvidos nas repostas geradas frente desafios da osmolaridade: 1) os neurônios TH+ e, potencialmente do grupamento C1, estão envolvidos no desenvolvimento da hipertensão arterial em situações de desafio crônico da osmolaridade; 2) em animais hipertensos (SHR) o estímulo hiperosmótico gera uma elevação da pressão arterial de maior magnitude em comparação aos animais normotensos, fato que sugerimos envolver mecanismos de controle neural da pressão arterial, uma vez que não se observou alterações significativas nos parâmetros hidroeletrolítico e função renal entre as duas linhagens. / Plasma osmolarity increases is known as hyperosmolarity and it is a consequence of high sodium intake or decrease of water plasma content. It is an organic imbalance that elicits neurohormonal responses including release of vasopressin and increased in sympathetic activity, with consequent elevation of blood pressure. To describe the role of the autonomic nervous system in the development of sodium induced hypertension is critical to elucidate the mechanisms involved in the genesis of this pathology. In this sense, the RVLM is an important target, given its involved in the regulation of sympathetic activity, via CIML projections. The RVLM has a neuronal group known as C1 that present the PNMT enzyme; the activation of these neurons has already been described in response to several organic challenges such as hypoxia, pain, hemorrhage, inflammation, hypotension and hypoglycemia. Since hyperosmolarity is an homeostasis imbalance, we propose to investigate the role of adrenergic C1 neurons on sodium induced hypertension, triggered by the chronic ingestion of NaCl2% solution during 7 days. Our results allow us to conclude that: 1) the anti-D&betaH-saporin injection in the RVLM led to a depletion of TH+ neurons in the C1 and A5 regions; 2) Depletion of TH + neurons did not alter the sodium intake behavior, hematocrit and plasma osmolality values result from 7 days NaCl 2% exposure, compared to control animals; 3) Depletion of TH+ in C1 and A5 regions inhibits the development of sodium induced hypertension . In addition, we also proposed to investigate the cardiovascular and hydroelectrolytic responses elicits in normotensive and hypertensive rats, in response to different intensities of hyperosmotic stimulation triggered by the ingestion of hypertonic saline of NaCl 2%. The results demonstrated that: 1) the increase in blood pressure triggers by NaCl 2% intake is higher in SHR when compared to Wistar animals; 2) that does not appear to be involved with differences in hydroelectrolyte balance, since similar responses were observed between the two strains; 3) there was also an increase in mRNA expression for neuropeptide vasopressin (VP) in the paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN) in both strains, Wistar and SHR, in consequence of 7 days NaCl 2% intake. Our results allow two considerations about the mechanisms involved in the responses elicits by osmolarity challenges: 1) TH+ neurons and, potentially C1 neurons, are involved in the development sodium induced hypertension and; 2) in SHRs the hyperosmotic stimulus generates a higher blood pressure increase in comparison to normotensive animals, which seems to be associated with sympathoexcitatory components, since no significant alterations were observed in the hydroelectrolytic parameters and renal function between the two strains.