This study presents a new Lagrangian model for predicting dynamics and transport in rivers and shallow water flows. A hydrostatic model is developed for the prediction of rivers and floodplain flow and lateral interactions between them. The model is extended to the Boussinesq weakly non-linear, non-hydrostatic model for the simulation of solitary waves and undular bores. A model for advection-diffusion transport of tracers in open channel flow is also presented. The simulation results are compared against an analytical solution and published laboratory data, field data and theoretical results. It is demonstrated that the Lagrangian moving grid eliminates numerical diffusion and oscillations; the model is dynamically adaptive, providing higher resolution under the wave by compressing the parcels (grid). It also allows flow over dry beds and moving boundaries to be handled efficiently. The hydrostatic model results have shown that the model accurately simulates wave propagation and non-linear steepening until wave breaking. The model is successfully applied to simulate flow and lateral interactions in a compound channel and flood wave movement in a natural river. The non-hydrostatic model has successfully reproduced the general features of solitary waves such as the balance between non-linearity and wave dispersion and non-linear interactions of two solitary waves by phase-shift. Also, the model successfully reproduced undular bores (high frequency short waves) from a long wave and the predicted maximum height of the leading wave agreed very well with the published results. It is shown that the simple second order accurate Lagrangian scheme efficiently simulates dispersive waves without any numerical diffusion. Lagrangian modeling of advection-diffusion transport of Gaussian tracer distributions, top hat tracer distributions and steep fronts (step function) in steady, uniform flow has provided exact results and has shown that the scheme allows the use of a large time step without any numerical diffusion and oscillations, including for the advection of steep fronts. The scheme can handle large Courant numbers (results are presented for Cr = 0 to 20) and the entire range of grid Peclet numbers from zero to infinity. The model is successfully applied to tracer transport due to flow induced by simple waves, solitary waves and undular bores

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T14:10:10Z No. of bitstreams: 1 DissWIF.pdf: 2975197 bytes, checksum: 0039c1cb759b3d42c9bd5b659146af6a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T14:10:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWIF.pdf: 2975197 bytes, checksum: 0039c1cb759b3d42c9bd5b659146af6a (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T14:10:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWIF.pdf: 2975197 bytes, checksum: 0039c1cb759b3d42c9bd5b659146af6a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T14:10:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissWIF.pdf: 2975197 bytes, checksum: 0039c1cb759b3d42c9bd5b659146af6a (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The nucleus of the solitary tract (NTS) is the primary synaptic site of the peripheral baroreceptors and chemoreceptors. It has been shown that acetylcholine (ACh) microinjected into the NTS of rats induces hypotension and bradycardia. However, the contribution of cholinergic mechanisms at different NTS subnuclei (intermediate and commissural) as well as the cholinergic receptors blockade on the control of sympathetic (SNA) and phrenic (PNA) nerve activities have not been studied yet. In this study we assessed the role of ACh and its cholinergic receptors at the intermediate NTS (iNTS) and commissural NTS (cNTS) on the control of SNA, PNA and electrophysiological properties of these subnuclei neurons, as well as on baro and chemoreflex responses. Decorticated arterially-perfused in situ preparations of male juvenile rats were used to record SNA and PNA. Microinjections of ACh and cholinergic antagonists were performed into the iNTS or cNTS. Coronal slices of the brainstem containing either cNTS or iNTS subnuclei were obtained from male juvenile rats and used in whole cell patch clamp – current clamp recordings. It was observed that ACh microinjected into the iNTS inhibited both SNA and PNA. These effects were reduced by the pre-treatment with atropine (muscarinic antagonist) or mecamylamine (nicotinic antagonist). The cholinergic antagonists into the iNTS did not change the effects on SNA and PNA induced by baro and chemoreflex activation. In contrast, microinjections of ACh into the cNTS did not induce changes in SNA, but increased PNA. Despite the absence of changes in SNA, ACh into the cNTS changed the pattern of respiratory-sympathetic coupling. Both atropine and mecamylamine into the cNTS inhibited the ACh-induced tachypnea, but only mecamylamine inhibited the chemoreflex-induced tachypnea and the ACh-induced change in respiratory-sympathetic coupling. In vitro studies demonstrated that ACh promotes depolarization in both iNTS and cNTS neurons. Both muscarinic and nicotinic antagonism in the iNTS inhibited the ACh-induced depolarization. However, only nicotinic antagonist was effective in diminishing this response in the cNTS. The results suggest that ACh plays an important role in the control of cardiovascular and respiratory activities, with distinct functions between iNTS and cNTS. This cholinergic control involves activation of both muscarinic and nicotinic receptors within NTS, but only nicotinic receptors are involved in the chemoreflex tachypneic response. / O núcleo do trato solitário (NTS) é o sítio primário de aferências dos barorreceptores arteriais e quimiorreceptores. Sabe-se que a acetilcolina (ACh) injetada no NTS de ratos provoca hipotensão e bradicardia. Entretanto, não se sabe até o momento qual o papel do sistema colinérgico nos diferentes subnúcleos do NTS (intermediário ou comissural) ou o bloqueio de seus receptores na atividade simpática (SNA) ou na atividade do frênico (PNA). No presente estudo avaliamos os efeitos da ACh e seus receptores no NTS intermediário (NTSi) e comissural (NTSc) sobre a SNA, PNA e sobre as propriedades eletrofisiológicas dos neurônios desses subnúcleos, bem como nas respostas do baro e quimiorreflexos. Preparações in situ decorticadas de ratos jovens foram utilizadas para registro da SNA e PNA, e ACh e antagonistas colinérgicos foram microinjetados no NTSi ou NTSc. Cortes coronais bulbares contendo o NTSi ou NTSc foram obtidos de ratos jovens e utilizados para registro de neurônios através da técnica whole cell patch clamp – current clamp. Foi observado que a microinjeção de ACh no NTSi inibe tanto a SNA quanto a PNA, sendo que tais efeitos são inibidos pelo tratamento com atropina (antagonista muscarínico) ou mecamilamina (antagonista nicotínico). Os antagonistas colinérgicos no NTSi não alteraram os efeitos na SNA e PNA induzidos pela ativação do baro e quimiorreflexos. Por outro lado, microinjeções de ACh no NTSc não altera a SNA mas promove aumento da PNA. Apesar de não alterar a SNA, a ACh no NTSc promove alterações no acoplamento simpato-respiratório. Tanto a atropina quanto a mecamilamina microinjetadas no NTSc inibiram a taquipnéia induzida pela ACh, mas apenas a mecamilamina inibiu a taquipnéia resultante do quimiorreflexo e a alteração no acoplamento simpato-respiratório induzida pela ACh no NTSc. Nos estudos in vitro, observamos que a ACh promove respostas de despolarização em neurônios tanto do NTSi quanto do NTSc. O bloqueio de receptores tanto nicotínicos quanto muscarínicos no NTSi diminui a despolarização evocada pela ACh. No entanto, apenas o antagonista nicotínico foi capaz de diminuir essa resposta no NTSc. Os resultados sugerem que a ACh desempenha um importante papel no controle cardiorrespiratório, com funções distintas entre NTSi e NTSc. Esse controle colinérgico envolve a ativação de receptores tanto nicotínicos quanto muscarínicos no NTS, mas apenas receptores nicotínicos estão envolvidos na resposta de taquipnéia do quimiorreflexo. / FAPESP: 2010/17218-0

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-21T19:55:09Z No. of bitstreams: 1 TeseRAT.pdf: 1727135 bytes, checksum: b87fbc21ecbb31231523f49768c99fd8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-21T19:55:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRAT.pdf: 1727135 bytes, checksum: b87fbc21ecbb31231523f49768c99fd8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-21T19:55:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseRAT.pdf: 1727135 bytes, checksum: b87fbc21ecbb31231523f49768c99fd8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T19:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRAT.pdf: 1727135 bytes, checksum: b87fbc21ecbb31231523f49768c99fd8 (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The nucleus of the solitary tract (NTS), the primary site of peripheral osmoreceptor and cardiovascular afferences, is suggested to receive important inhibitory signals involved in the control of water and sodium intake. However, it is not known which neurotransmitters are involved in the transmission of this information. Central gabaergic, serotonergic and adrenergic mechanisms are involved in the control of sodium and water intake and immunohistochemical studies have shown that these receptors are present in the NTS. Therefore, in the present study, we investigated the effects of muscimol (a GABAA receptor agonist), DOI (a serotonergic 5-HT2A/2C receptor agonist), methysergide (a serotonergic 5-HT1/2 receptor antagonist) and moxonidine (α2 adrenergic/imidazoline receptor agonist) injected into the NTS on water and 0.3 M NaCl intake induced by intragastric load of 2 M NaCl (a cellular dehydration protocol), by intracerebroventricular (icv) angiotensin II (ANG II) or by sodium depletion (furosemide + 24 h diet deficient in sodium, a extracellular dehydration protocol). Holtzman rats (290-310 g, n=3-20) had stainless steel cannulas implanted bilaterally into the NTS and into the lateral ventricle (LV). Bilateral injection of muscimol (0.25 and 0.5 nmol/100 nl), and DOI (2.5 μg/100 nl) reduced water intake induced by intragastric load of 2 M NaCl (2 ml/rat) and water intake induced by icv ANG II (50 ng/100nl) without changing 0.3 M NaCl intake. Bilateral injection of DOI reduced water intake induced by icv ANG II. However, DOI produced no changes in the 0.3 M NaCl and water intake induced by sodium depletion. Injections of methysergide (2 μg/100 nl) produced no changes in the water and 0.3 M NaCl intake induced by intragastric load of 2 M NaCl, icv ANG II or sodium depletion. The pre-treatment with methysergide blocked the effect of DOI on water intake induced by intragastric load of 2 M NaCl. Besides that, bilateral injections of moxonidine (0.5 and 5 nmol/100 nl) produced no changes on water intake induced by intragastric load of 2 M NaCl. The results suggest that gabaergic, serotonergic, but not adrenergic, receptors in the NTS are part of a mechanism involved in the inhibitory control of water intake induced by cellular dehydration. Our results also suggest that serotonergic receptors into the NTS participate in the control of water intake induced by icv injection of ANG II. / O núcleo do trato solitário (NTS), sítio primário das aferências cardiovasculares e dos osmorreceptores periféricos, recebe importantes sinais inibitórios envolvidos no controle da ingestão de água e sódio. Porém, não se sabe quais os neurotransmissores envolvidos na transmissão dessas informações. Mecanismos gabaérgicos, serotoninérgicos e adrenérgicos centrais estão envolvidos no controle da ingestão de água e sódio e estudos de imunohistoquímica mostraram que estes receptores estão presentes no NTS. Portanto, no presente estudo, investigamos os efeitos de muscimol (agonista de receptores gabaérgicos GABAA), DOI (agonista de receptores serotoninérgicos 5-HT2A/2C), metisergida (antagonista de receptores serotoninérgicos 5-HT1/2) e moxonidina (agonista de receptores adrenérgicos/imidazólicos α2) injetados no NTS na ingestão de água e NaCl 0,3 M induzida por sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (um protocolo de desidratação intracelular), por angiotensina II (ANG II) intracerebroventricular (icv) ou por depleção de sódio (furosemida + 24 h com dieta deficiente em sódio, um protocolo de desidratação extracelular). Ratos Holtzman (290-310 g), n=3-20 (por grupo), tiveram cânulas de aço inoxidável implantadas bilateralmente no NTS e no ventrículo lateral (VL). Injeções bilaterais de muscimol (0,25 e 0,5 nmol/100 nl) e DOI (2,5 μg/100 nl) no NTS reduziram a ingestão de água induzida por sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M (2 ml/rato) sem alterações na ingestão de NaCl 0,3 M. Injeções bilaterais de DOI no NTS reduziram a ingestão de água induzida por ANG II icv. No entanto, injeções bilaterais de DOI no NTS não alteraram a ingestão de NaCl 0,3 M e água induzida por depleção de sódio. Injeções bilaterais de metisergida (2 μg/100 nl) no NTS não produziram alterações na ingestão de água e de NaCl 0,3 M induzidas por sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M, ANG II icv ou depleção de sódio. O pré-tratamento com metisergida bloqueou o efeito de DOI na ingestão de água induzida por sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M. Além disso, injeções bilaterais de moxonidina (0,5 e 5 nmol/100 nl) no NTS não alteraram a ingestão de água e de NaCl 0,3 M induzida por sobrecarga intragástrica de NaCl 2 M. Os resultados sugerem que os receptores gabaérgicos e serotoninérgicos, mas não os adrenérgicos do NTS fazem parte de um mecanismo envolvido no controle inibitório da ingestão de água induzida por desidratação intracelular. Nossos resultados também sugerem que receptores serotoninérgicos do NTS participam do controle da ingestão de água induzida por injeção icv de ANG II.

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T18:04:35Z No. of bitstreams: 1 DissRMB.pdf: 1290621 bytes, checksum: 3870f44730785bfd4b123df5cbec0b90 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T18:04:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRMB.pdf: 1290621 bytes, checksum: 3870f44730785bfd4b123df5cbec0b90 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T18:04:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRMB.pdf: 1290621 bytes, checksum: 3870f44730785bfd4b123df5cbec0b90 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T18:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRMB.pdf: 1290621 bytes, checksum: 3870f44730785bfd4b123df5cbec0b90 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The high blood pressure levels reach about 22% of the world population, increasing the risk factors for coronary disease, heart attack and heart failure. Many studies have tried to understand the causes of hypertension and possible mechanisms to facilitate the treatment of hypertension. The central nervous system seems to play a key role in the development and maintenance of hypertension. Among the various brain areas, we can highlight the role of the nucleus of the solitary tract (NTS), which is the primary site of visceral afferents. The macrophage migration inhibitory factor (MIF) is an intracellular inhibitory regulator of the actions of angiotensin II (ANG II) in the ANG II type 1 receptors. The spontaneously hypertensive rats (SHRs) and the rats with renovascular hypertension 2 kidney, 1 clip (2K1C) exhibit an increased activity of the renin-angiotensin system, increased sympathetic activity and reduced baroreflex function. We recently demonstrated that MIF overexpression in the NTS of SHRs lowers blood pressure of these animals and improved the function of the baroreflex. Therefore, in this study we tested if increased expression of MIF in the NTS of the 2K1C rats could alter the development of hypertension and improve the baroreflex function in these animals. For this, the left renal artery was partially obstructed in male Holtzman rats (150-180 g) using a silver clip (0.2 mm width) to induce 2K1C hypertension (n = 5-10/group) or sham surgery [normotensive rats (NT); n = 5-11/group] was performed. Three weeks after renal clip placement or sham surgery, rats received AAV2-CBA-MIF microinjections into the NTS to increase MIF expression in the area or AAV2-CBA-eGFP, which promoted the expression of GFP (enhanced green protein), which served as a control vector. Arterial pressure and heart rate were recorded by telemetry and baroreflex tests were performed. At the end of the experiments, the brains were harvested for immunohistochemistry RT-PCR. MIF injections into the NTS attenuated the hypertension in 2K1C rats from 2 weeks after viral transfection until the end of the experiment (4 weeks after viral transfection), (2K1C-MIF: 145 ± 7, vs. 2K1C-eGFP: 176 ± 9 mmHg; p < 0.05). MIF into the NTS also improved the reflex bradycardia (2K1C-MIF slope: -1.4 ± 0.3, vs. 2K1C-eGPF slope: -0.41 ± 0.3 bpm/mmHg; p < 0.05) and reflex tachycardia (2K1C-MIF slope: -4.7 ± 0.6, vs. 2K1C-eGPF slope: -1.7 ± 0.3 bpm/mmHg; p < 0.05). Baseline heart rate was decreased in 2K1C-MIF rats. In contrast to 2K1C rats, MIF overexpressed in the NTS in normotensive rats produced no change in arterial pressure neither baroreflex function. As expected, the transduction of MIF in the NTS increased mRNA levels for MIF at the same site (NT-MIF: 3.80 ± 0.97, vs. NT-eGFP: 1.00 ± 0.16 fold change and 2K1C-MIF: 3.53 ± 0.68, vs. 2K1C-eGFP: 0.88 ± 0.09 fold change; p < 0.05). These results suggest that increased expression of MIF in neurons within NTS attenuates the hypertension and improves baroreflex function in 2K1C rats, possibly through anti-ANG II actions. / Os altos níveis de pressão arterial atingem cerca de 22% da população mundial, aumentando os fatores de risco para doenças coronarianas, infarto e falência cardíaca. Muitos estudos tentam entender as causas da hipertensão e os possíveis mecanismos que facilitem o tratamento da hipertensão. O sistema nervoso central parece ter um papel chave no desenvolvimento e na manutenção da hipertensão. Dentre as diversas áreas encefálicas, podemos destacar o papel do núcleo do trato solitário (NTS), que é o sítio primário das aferências viscerais. O fator inibitório da migração de macrófagos (MIF) é um regulador inibitório intracelular das ações da angiotensina II (ANG II) em receptores do subtipo AT1. Os ratos espontaneamente hipertensos (SHR) bem como os ratos com hipertensão renovascular 2 rins, 1 clipe (2R1C), exibem uma atividade aumentada do sistema renina-angiotensina, do sistema nervoso simpático e uma diminuição da função do barorreflexo. Recentemente demonstramos que a super-expressão de MIF no NTS de SHRs reduziu a pressão arterial destes animais bem como melhorou a função do barorreflexo. Portanto, neste estudo testamos se a expressão aumentada de MIF no NTS de ratos 2R1C poderia altenuar o desenvolvimento da hipertensão e melhorar a função do barorreflexo nestes animais. Para tanto, a artéria renal esquerda foi parcialmente obstruída em ratos Holtzman (150-180 g) utilizando um clipe de prata (0,2 mm de abertura) para induzir a hipertensão 2R1C (n = 5-10/grupo) ou a cirurgia fictícia [ratos normotensos (NT); n = 5-11/grupo] foi realizada. Três semanas após a inserção do clipe renal ou após a cirurgia fictícia, os ratos receberam microinjeções do vetor viral AAV2-CBA-MIF no NTS para aumentar a expressão de MIF na área ou de AAV2-CBA-eGFP, que promoveu a expressão de GFP (proteína fluorescente verde), que serviu como vetor controle. A pressão arterial e a frequência cardíaca foram registradas por telemetria e testes do barorreflexo foram realizados. Ao término dos experimentos, os encéfalos foram colhidos para imunohistoquímica ou RT-PCR. As microinjeções de MIF no NTS atenuaram a hipertensão em ratos 2R1C a partir de 2 semanas após a transfecção viral até o fim dos experimentos (4 semanas após a transfecção), (2R1C-MIF: 145 ± 7, vs. 2R1C-eGFP: 176 ± 9 mmHg; p < 0,05). MIF no NTS também melhorou a bradicardia reflexa (2R1C-MIF slope: -1,4 ± 0,3, vs. 2R1C-eGFP slope: -0,41 ± 0,3 bpm/mmHg; p < 0,05) e taquicardia reflexa (2R1C-MIF slope: -4,7 ± 0,6, vs. 2R1C-eGFP slope: -1,7 ± 0,3 bpm/mmHg; p < 0,05). A frequência cardíaca basal foi diminuída em ratos 2R1C-MIF. Em contraste com os ratos 2R1C, MIF super-expresso no NTS de ratos normotensos não produziu alteração na pressão arterial ou na função do barorreflexo. Como esperado, a transdução de MIF no NTS aumentou os níveis de RNAm para MIF no mesmo local (NT-MIF: 3,80 ± 0,97, vs. NT-eGFP: 1,00 ± 0,16 número de vezes e 2R1C-MIF: 3,53 ± 0,68, vs. 2R1C-eGFP: 0,88 ± 0,09 número de vezes; p < 0,05). Estes resultados sugerem que a expressão aumentada de MIF nos neurônios do NTS atenua a hipertensão, melhora a função do barorreflexo em ratos 2R1C, possivelmente através de uma ação anti-ANG II. / FAPESP: 2013/02607-0

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-28. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:41Z : No. of bitstreams: 1 Publico-086a.pdf: 1000885 bytes, checksum: a8256b60ac3216d579a9701c84515583 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:41Z : No. of bitstreams: 2 Publico-086a.pdf: 1000885 bytes, checksum: a8256b60ac3216d579a9701c84515583 (MD5) Publico-086b.pdf: 507734 bytes, checksum: 35a71879a83bad776c76020f76fb96ee (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:25:41Z : No. of bitstreams: 3 Publico-086a.pdf: 1000885 bytes, checksum: a8256b60ac3216d579a9701c84515583 (MD5) Publico-086b.pdf: 507734 bytes, checksum: 35a71879a83bad776c76020f76fb96ee (MD5) Publico-086c.pdf: 1776030 bytes, checksum: d420deb32e6a60ac8db7b56dccce3684 (MD5) / Respostas cardiovasculares podem ser integradas em diferentes níveis do sistema nervoso central (SNC). No bulbo existem várias áreas importantes para o controle cardiovascular. Sabe-se que, na superfície ventrolateral do bulbo, existem pelo menos três regiões relevantes ao controle cardiovascular: região rostroventrolateral (RVL), região caudoventrolateral (CVL) e a área pressora caudal (APC). A região RVL tem importante função na manutenção do tônus vasomotor e a região CVL interfere na regulação da pressão arterial (PA) por modular a atividade da região RVL. Além disso, essas duas regiões participam na interação de reflexos cardiovasculares, que incluem a participação de outra estrutura bulbar (Núcleos do Trato Solitário - NTS) como primeira sinapse de fibras aferentes reflexas. A APC foi recentemente descoberta e interfere na regulação da PA por modular a atividade dos neurônios das regiões RVL e CVL. Desse modo, o presente estudo procurou investigar a participação do NTS (região comissural e intermediária) nas respostas produzidas pela estimulação ou inibição da APC. Foram utilizados ratos Holtzman (280-350 g; n = 6-8) anestesiados com uretana (1,2 g/kg, i.v.). Um cateter foi inserido na artéria e veia femoral desses animais para registro de pressão arterial, freqüência cardíaca e injeção de drogas. Em alguns animais, foi registrada a atividade elétrica do nervo esplâncnico e do nervo frênico. Os animais foram adaptados a um aparelho estereotáxico e submetidos a uma craniotomia parcial para injeções de drogas. Num primeiro grupo experimental, os animais foram submetidos a lesão fictícia ou eletrolítica (1 mA x 10s) do NTS comissural (NTScom). A injeção unilateral do aminoácido excitatório L-glutamato (1 mM - 100 nl) na APC produziu resposta pressora (D = +28 ± 3 mmHg, vs. controle: D = +2 ± 2 mmHg, p<0,05) e taquicárdica (D = +20 ± 1 bpm, vs. controle: D = +3 ± 3 bpm, p<0,05). As respostas pressora e taquicárdica promovidas pela injeção unilateral de L-glutamato na APC foram abolidas 10 (D = +5 ± 7 mmHg e D = +4 ± 3 bpm, respectivamente), 30 (D = +7 ± 3 mmHg e D = +6 ± 3 bpm, respectivamente) e 60 minutos (D = +11 ± 3 mmHg e D = +5 ± 1 bpm, respectivamente) após a lesão eletrolítica do NTScom. Da mesma maneira, no grupo de animais que recebeu a injeção do agonista GABA-A muscimol no NTScom, as respostas pressora e taquicárdica promovidas pela injeção unilateral de L-glutamato na APC foram abolidas 10 (D = +5 ± 5 mmHg e D = +5 ± 3 bpm, respectivamente), 30 (D = +8 ± 5 mmHg e D = +7 ± 2 bpm, respectivamente) e 60 minutos (D = +11 ± 6 mmHg e D = +5 ± 2 bpm, respectivamente) após a injeção de muscimol. Por outro lado, as respostas pressora e taquicárdica promovidas pela injeção unilateral de L-glutamato na APC não foram modificadas 10 (D = +11 ± 2 mmHg e D = +30 ± 12 bpm, respectivamente), 30 (D = +27 ± 4 mmHg e D = +32 ± 15 bpm, respectivamente) e 60 minutos (D = +24 ± 7 mmHg e D = +24 ± 8 bpm, respectivamente) após as injeções bilaterais de muscimol no NTS intermediário. Dessa forma, as repostas de estimulação da APC parecem depender da integridade dos neurônios localizados no NTScom. Sendo assim, será que a integridade da APC é importante para as respostas de estimulação do NTScom? Apenas as injeções bilaterais do agonista GABAérgico muscimol (2 mM - 100 nl) na APC promoveu queda de PAM (D = -18 ± 6 mmHg, p<0,05) e FC (D = - 21 ± 8 bpm, p<0,05). As respostas depressora e bradicárdica promovidas pela injeção unilateral de L-glutamato no NTScom foram abolidas 10 (D = -5 ± 3 mmHg e D = +8 ± 9 bpm, respectivamente), 30 (D = -5 ± 2 mmHg e D = +7 ± 4 bpm, respectivamente) e 60 minutos (D = -6 ± 4 mmHg e D = +10 ± 6 bpm, respectivamente) após as injeções bilaterais de muscimol na APC. Da mesma maneira do ocorrido com as respostas de estimulação da APC, as respostas depressora e bradicárdica promovidas pela injeção unilateral de L-glutamato no NTS intermediário não foram modificadas 10 (D = -41 ± 9 mmHg e D = -67 ± 26 bpm, respectivamente), 30 (D = -31 ± 12 mmHg e D = -23 ± 4 bpm, respectivamente) e 60 minutos (D = -32 ± 8 mmHg e D = -21 ± 3 bpm, respectivamente) após as injeções bilaterais de muscimol na APC. Nossa próxima questão era saber se a inibição da APC promoveria alterações nos reflexos cardiovasculares. A curva do barorreflexo foi construída com injeções endovenosas de uma dose depressora de nitroprussiato de sódio (30 mg/kg) e com a inflação de um balão na aorta torácica. A relação de atividade simpática e PAM (curva do barorreflexo) não revelou nenhum efeito significativo alterado após as injeções bilaterais de muscimol na APC. Após a inibição da APC o barorreflexo continuou operando nos mesmos valores de PAM50 quando comparado ao grupo controle. Os valores de platô superior e inferior, bem como o ganho também não tiveram diferença quando comparados com o grupo controle. A ativação do quimiorreflexo foi realizada com injeções endovenosas de cianeto de sódio (NaCN – 50 mg/kg). A ativação do quimiorreflexo com NaCN produziu resposta pressora (D = +16 ± 4 mmHg, vs. salina D = +2 ± 2 mmHg, p<0,05), aumento da atividade simpática do nervo esplâncnico (D = +236 ± 11% em relação ao controle, p<0,01) e aumento da atividade do nervo frênico. Muscimol injetado bilateralmente na APC promoveu uma redução da resposta pressora (D = +9 ± 2 mmHg, vs. salina D = +18 ± 4 mmHg, p<0,05), da resposta simpatoexcitatória (D = +88 ± 18%, vs. salina D = +217 ± 33 %, p<0,01) e do aumento da atividade do nervo frênico produzido pela ativação dos quimiorreceptores periféricos com NaCN. As aferências dos quimiorreceptores periféricos terminam predominantemente no NTScom. Para corroborar a interação existente entre os neurônios do NTScom e a APC, o próximo experimento foi realizado para testar se os neurônios localizados no NTS ou na APC, ativados por hipóxia, são predominantemente glutamatérgicos ou gabaérgicos. Os animais foram expostos a situações de hipóxia (8% O2, n = 5) ou normóxia (ar ambiente, n = 4). A imunorretividade para a proteína Fos foi utilizada para identificação dos neurônios ativados por hipóxia. Os neurônios glutamatérgicos ou gabaérgicos foram definidos devido à expressão, via hibridzação in situ, de VGLUT2 mRNA ou GAD67 mRNA, respectivamente. A maioria dos neurônios que expressam Fos após hipóxia são glutamatérgicos na região do NTScom (64 ± 13%) e NTS intermediário (41 ± 9%). Na região da APC, dos neurônios que expressam Fos após hipóxia, somente uma pequena parcela (26 ± 9%) são glutamatérgicos. Apenas uma pequena quantidade de neurônios que expressam Fos também expressam GAD67 mRNA na região do NTScom (7 ± 4%), na região do NTS intermediário (16 ± 9%) e na APC (5 ± 3%). A imunorreatividade para a proteína Fos foi praticamente inexistente nos animais que foram expostos ao ar ambiente. Diante disso, os nossos resultados são os primeiros a mostrar a existência da interação entre a região comissural do NTS e a APC no que diz respeito ao controle cardiovascular. Sabe-se que a região do NTScom contém neurônios de segunda ordem que recebem as aferências dos quimiorreceptores periféricos e que as respostas de estimulação do NTScom parecem depender da integridade da APC. Logo, os resultados do presente estudo também mostraram que a inibição da APC foi capaz de reduzir as respostas simpatoexcitatórias e respiratórias após a estimulação dos quimiorreceptores periféricos. Por outro lado, a inibição da APC não foi capaz de reduzir as respostas de ativação do barorreflexo. / Cardiovascular responses are integrated at different levels of the central nervous system (CNS). In the brainstem, there are different areas related to the cardiovascular control. It is well known that in the ventrolateral medulla there are, at least, three important regions involved with cardiovascular control: the rostral ventrolateral medulla (RVLM), the caudal ventrolateral medulla (CVLM) and the caudal pressor area (CPA). The RVLM is the main source of excitatory input to sympathetic preganglionic neurons playing a crucial role for tonic and reflex control of the cardiovascular system. The caudal ventrolateral medulla (CVLM) contains the GABAergic sympathoinhibitory neurons that project to RVLM. Besides these two regions, the NTS is the site of the first synapse of the viscerosensory afferent fibers in the brainstem including those related to cardiovascular and respiratory afferents. Besides the circuitry described above, more recent studies have also shown a new site, the CPA, located in the caudal end of the ventrolateral medulla, which provides excitatory signals that affect sympathetic activity to the cardiovascular system in rats. Therefore, the aim of the present study was to investigate the involvement of the NTS (commissural and/or intermediate regions) on the stimulation or inhibition of the CPA. Male Holtzman rats (280-350 g; n = 6-8) anesthetized with urethane (1.2 g/kg, i.v.) were used. Unilateral microinjection of L-glutamate (1 mM - 100 nL) into the CPA resulted in an increase in mean arterial pressure (MAP, D = +28 ± 3 mmHg, vs. controle: D = +2 ± 2 mmHg, p<0.05) and heart rate (HR, D = +20 ± 1 bpm, vs. controle: D = +3 ± 3 bpm, p<0.05). Electrolytic lesions of the commissural NTS (commNTS) (1 mA x 10s) abolished the pressor and tachycardic responses at 10 (D = +5 ± 7 mmHg and D = +4 ± 3 bpm), 30 (D = +7 ± 3 mmHg and D = +6 ± 3 bpm) and 60 minutes (D = +11 ± 3 mmHg and D = +5 ± 1 bpm) produced by injection of L-glutamate into the CPA. In the same way, muscimol (GABA-A receptor agonist) (2 mM - 60 nL) injected into the commNTS abolished the pressor and tachycardic responses at 10 (D = +5 ± 5 mmHg and D = +5 ± 3 bpm), 30 (D = +8 ± 5 mmHg and D = +7 ± 2 bpm) and 60 minutes (D = +11 ± 6 mmHg and D = +5 ± 2 bpm) produced by injection of L-glutamate into the CPA. On the other hand, the injection of Lglutamate unilaterally into the CPA 10, 30 and 60 minutes after the injection of muscimol into the intermediate NTS produced no change on MAP increase (D = +11± 2, +27 ± 4 and +24 ± 7 mmHg, respectively) and HR (D = +30 ± 12, +32 ± 15 and +24 ± 8 bpm, respectively). It seems that the activation of the CPA depends on the integrity of the commNTS neurons. Does the CPA integrity depend on NTS activation? Bilateral injection of muscimol (GABA-A agonist, 2 mM – 60 nl) into the CPA produced a decrease in MAP (D = -18 ± 2 mmHg, p<0.05) and HR (D = -21 ± 6 bpm, p<0.05). The depressor and bradycardia responses produced by L-glutamate into the commNTS was abolished at 10 (D = -5 ± 3 mmHg and D = +8 ± 9 bpm), 30 (D = -5 ± 2 mmHg and D = +7 ± 4 bpm) and 60 minutes (D = -6 ± 4 mmHg and D = +10 ± 6 bpm) after muscimol injection into the CPA. On the other hand, the depressor and bradicardic responses produced by L-glutamate into the intermediate NTS was not changed at 10 (D = -41 ± 9 mmHg and D = -67 ± 26 bpm), 30 (D = -31 ± 12 mmHg and D = -23 ± 4 bpm) and 60 minutes (D = -32 ± 8 mmHg and D = -21 ± 3 bpm) after muscimol injection into the CPA. Our next question was to know if the inhibition of the CPA will change the cardiovascular reflexes. Baroreflex curves were generated by lowering MAP with sodium nitroprusside (30 mg/kg) and increasing MAP by constricting an abdominal aortic snare. The relationship between MAP and sympathetic nerve discharge (SND) (baroreflex curves) revealed no change after muscimol injection into the CPA. After inhibition of the CPA, the baroreflex operated around a comparable MAP (MAP50) in all groups of rats. The lower and upper plateau, as well the baroreflex range was not different from the control group. The chemoreflex was actvated by i.v. injections of sodium cyanide (NaCN – 50 mg/kg). The activation of chemoreflex with NaCN produced a rise in MAP (D = +16 ± 4 mmHg, vs. saline D = +2 ± 2 mmHg, p<0.05), an increase in SND (D = +236 ± 11% of resting, p<0.01) and an increase in phrenic nerve discharge (PND). Muscimol injection into the CPA reduced the pressor (D = +9 ± 2 mmHg, vs. saline D = +18 ± 4 mmHg, p<0.05), sympathoexcitatory (D = +88 ± 18%, vs. saline D = +217 ± 33 %, p<0.01) and the increase in PND produced by chemoreflex activation with NaCN. Carotid chemoreceptor afferents terminate predominantly in commNTS. The next experiment was designed to test and to confirm the interaction between the commNTS and the CPA neurons by anatomical approaches. We tested whether glutamatergic or GABAergic. The rats were exposed to hypoxia (8% O2, n = 5) or to normal air (n = 4). Fos-immunoreactivity was used to identify commNTS neurons that were activated by hypoxia. NTS or CPA neurons were classified as glutamatergic or GABAergic based on whether they contained VGLUT2 mRNA or GAD67 mRNA. The vast majority of the commNTS (64 ± 13%), intermediate NTS (41 ± 9%) and CPA (26 ± 9%) neurons that were immunoreactive for Fos contained VGLUT2 mRNA, whereas only a small proportion of the same class of neurons contained GAD-67 mRNA (commNTS: 7 ± 4%; intermediate NTS: 16 ± 9% and CPA: 5 ± 3%). Therefore, our results are the first to show the existence of an interaction between the commNTS and CPA in terms of cardiovascular control. However we know that commNTS neurons receive inputs from peripheral chemoreceptors and the stimulation of commNTS depends on CPA integrity. These data suggest that CPA contributes to resting MAP, sSND and to the sympathoexcitatory effect during stimulation of peripheral chemoreceptors. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2017-10-16T18:31:31Z No. of bitstreams: 1 TeseWIF.pdf: 2113715 bytes, checksum: 6432f11b933c0c20bd1a2e05f8ba6252 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-31T11:05:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseWIF.pdf: 2113715 bytes, checksum: 6432f11b933c0c20bd1a2e05f8ba6252 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-31T11:06:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseWIF.pdf: 2113715 bytes, checksum: 6432f11b933c0c20bd1a2e05f8ba6252 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T11:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseWIF.pdf: 2113715 bytes, checksum: 6432f11b933c0c20bd1a2e05f8ba6252 (MD5) Previous issue date: 2017-08-11 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The nucleus of the solitary tract (NTS) is the primary site of visceral afferents, such as baroreceptors and arterial chemoreceptors. Recent data from our laboratory have shown that the microinjection of acetylcholine (ACh) into the commissural moiety of the NTS (cNTS) of decorticated arterially-perfused in situ preparations of male juvenile rats did not change the sympathetic nerve activity (SNA), but increased the phrenic nerve activity (PNA). Furthermore, we demonstrated that the ACh-induced responses in cNTS involve the activation of both nicotinic and muscarinic receptors. However, nicotinic receptors seem to play a more relevant role in the control of breathing, especially considering that such receptor antagonism promotes a decrease in the KCN- activated peripheral chemoreflex tachypneic response. However, the effects of specific nicotinic and muscarinic agonists in the cNTS on respiratory and sympathetic responses have not been studied yet. Once established the involvement of nicotinic receptors in the cNTS on peripheral chemoreflex ventilatory responses activated by cytotoxic hypoxia (KCN), we also evaluated the involvement of the cholinergic system in the cNTS on respiratory and sympathetic responses induced by hypercapnia or 24 h sustained hypoxia. Therefore, this project proposed to study the effects of selective activation of distinct cholinergic receptors in the cNTS on respiratory and sympathetic activities and the role of the cholinergic system in cNTS on sympathetic and respiratory activities reflex changes in response to hypercapnia or sustained hypoxia. We observed that the injection of both nicotinic and muscarinic agonists in the cNTS induces an increase in SNA and changes in the respiratory modulation pattern. The nicotinic agonist induces a decrease in respiratory frequency, as well as the blockade of the enzyme acetylcholinesterase. It was also observed that the cholinergic agonists promote an increase in the amplitude and duration of the pre-inspiratory (pre-I) period of the hypoglossal nerve and also increased the amplitude of the vagus nerve. When it comes on the protocols involving hypoxia, we observed that the cholinergic antagonists injected into the cNTS of rats previously exposed to hypoxia promoted a decrease in sympathetic activity, increased respiratory frequency, decreased hypoglossal nerve amplitude, and decreased post-inspiratory peak amplitude of the vagus nerve, but only the muscarinic antagonist decreased phrenic nerve amplitude and hypoxia-induced hypoglossal nerve pre-I increase. Regarding to the experiments with hypercapnia, we verified that the nicotinic antagonist in the cNTS inhibited the hypercapnia-induced increase in pre-I of the hypoglossal nerve. In addition, the nicotinic antagonist injected into the cNTS also potentiated the recruitment of late-E activity from the abdominal nerve. Taken together, the responses observed with the cholinergic agonists and injected into the cNTS, as well as the antagonists upon hypoxia, suggest the involvement of cholinergic pathways in the cNTS in the modulation of sympathetic and respiratory responses to sustained hypoxia. On the other hand, it seems that only nicotinic receptors in the cNTS are involved in hypercapnia-induced increase in pre-inspiratory activity and active expiration. / O núcleo do trato solitário (NTS) é o sítio primário de aferências viscerais, como barorreceptores e quimiorreceptores arteriais. Estudos recentes do nosso laboratório demonstraram que, em preparações in situ, decorticadas e perfundidas intra-arterialmente, a microinjeção de acetilcolina (ACh) na porção comissural do NTS (NTSc) não alterou a atividade simpática (SNA), mas promoveu aumento da atividade do nervo frênico (PNA). Além disso, evidenciamos que as respostas induzidas pela ACh no NTSc envolvem a ativação dos receptores nicotínicos e muscarínicos. Contudo, os receptores nicotínicos parecem desempenhar um papel mais relevante no controle da respiração, principalmente considerando que o antagonismo de tais receptores promove uma redução da resposta taquipneica do quimiorreflexo periférico ativado pelo KCN. Entretanto, os efeitos de agonistas específicos nicotínicos e muscarínicos, bem como a inibição da inibição da degradação de ACh no NTSc sobre as respostas respiratórias e sobre a atividade simpática ainda não foram estudados. Sabendo-se da participação dos receptores nicotínicos do NTSc sobre as respostas ventilatórias dos quimiorreceptores periféricos ativados por hipóxia citotóxica (KCN), avaliamos também a participação do sistema colinérgico do NTSc sobre as respostas simpática e respiratória induzidas por hipercapnia ou hipóxia sustentada por 24 h. Portanto, este projeto se propôs a estudar o efeito da ativação seletiva de diferentes receptores colinérgicos no NTSc sobre as atividades simpática e respiratória e o papel do sistema colinérgico no NTSc sobre as alterações reflexas nas atividades simpática e respiratória em resposta à hipercapnia ou hipóxia sustentada por 24 h. Observamos que a injeção de agonistas tanto nicotínico quanto muscarínico no NTSc promovem aumento da SNA e modifica o seu padrão de modulação respiratória. O agonista nicotínico induz uma diminuição da frequência respiratória, assim como o bloqueio da enzima acetilcolinesterase. Também foi observado que os agonistas colinérgicos promovem um aumento na amplitude e duração do período préinspiratório (pre-I) do nervo hipoglosso e também aumento na amplitude do nervo vago. Com relação aos protocolos envolvendo hipóxia, observamos os antagonistas colinérgicos injetados no NTSc de ratos previamente expostos à hipóxia, promoveu diminuição da atividade simpática, aumento da frequência respiratória, diminuição da amplitude do nervo hipoglosso e diminuição da amplitude do pico pós-inspiratório do nervo vago, mas somente o antagonista muscarínico diminuiu a amplitude do nervo frênico e o aumento do pre-I do nervo hipoglosso induzido pela hipóxia. Com relação aos experimentos com hipercapnia, verificamos que o antagonista nicotínico no NTSc inibiu o aumento do pre-I do nervo hipoglosso induzido pela hipercapnia. Além disso, o antagonista nicotínico injetado no NTSc também potencializou o recrutamento de atividade late-E do nervo abdominal. Tomados em conjunto, as respostas observadas com os agonistas colinérgicos injetados no NTSc, bem como com os antagonistas mediante a hipóxia, sugerem a participação de vias colinérgica do NTSc na modulação das respostas simpática e respiratória à hipóxia sustentada. Por outro lado, apenas os receptores nicotínicos do NTSc parecem estar envolvidos com o aumento da atividade pré-inspiratória e da expiração ativa induzidos por hipercapnia. / FAPESP: 2013/22526-4

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-12T13:08:23Z No. of bitstreams: 1 TeseGFFS.pdf: 4367999 bytes, checksum: 6123efb66e65def92c1b0e8d90fe8a20 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:17:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFFS.pdf: 4367999 bytes, checksum: 6123efb66e65def92c1b0e8d90fe8a20 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-13T14:17:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseGFFS.pdf: 4367999 bytes, checksum: 6123efb66e65def92c1b0e8d90fe8a20 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T14:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGFFS.pdf: 4367999 bytes, checksum: 6123efb66e65def92c1b0e8d90fe8a20 (MD5) Previous issue date: 2016-02-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / In the last decades, obesity has become a worldwide epidemy. Excess of adipose tissue favors the development of associated diseases such as hypertension, obstructive sleep apnea and type II diabetes. Data from the literature have shown that obesity activates the reninangiotensin system (RAS), increases sympathetic nerve activity and pro-inflammatory cytokines levels, including in the central nervous system. However, the pathways and neural mechanisms involved in these responses are not yet fully elucidated. Therefore, the aim of this study was to evaluate the cardiovascular and metabolic responses in high-fat diet (HFD) feeding rats. We also study the possible participation of the RAS and the immune system in the nucleus of the solitary tract (NTS) in the obesity-induced cardiovascular changes. Finally, we tested if the resistance training (RT) performed at moderate intensity would be able to prevent obesityinduced cardiovascular changes. To achieve these goals, adult Holtzman rats (300-320 g) were fed with HFD (3.82 kcal/g and 26.4% total fat) or standard chow diet (SD; 2.25 kcal/g and 5.4% total fat) for 6 weeks. We observed higher blood levels of total cholesterol, triglycerides, leptin and glucose and decreased insulin sensitivity after 6 weeks of HFD. There was an increase in mean arterial pressure (MAP), the sympathetic modulation of systolic blood pressure (SBP), heart rate (HR) and sympathovagal balance of pulse interval (PI), and an impairment in the bradycardic response of the baroreflex in HFD feeding animals. After 6 weeks of HFD, there was an increase in the mRNA expression of the pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukine-6 (IL-6), an increase in the mRNA expression of the angiotensin converting enzyme (ACE) and AT1 receptor, and a decrease in the expression of AT2 and Mas receptors. In agreement with the increased expression of cytokines in the NTS we have demonstrated higher GFAP immunoreactivity (specific marker of astrocytes) and higher number of positive cells for Iba-1 (specific marker for microglia) in the NTS in rats fed with HFD. The blockade of AT1 receptor in the NTS in animals fed with HFD promoted a decrease in MAP, reduced the sympathetic modulation in SBP, reduced the sympathovagal balance of PI and restored the bradycardic response of the baroreflex. The overexpression of the AT2 receptors in the NTS in rats fed with HFD reestablished HR, baroreflex sensitivity and sympathovagal balance of PI, and partially attenuated the increase in sympathetic modulation of SBP. These responses were associated with increased Mas receptor mRNA expression and reduction in the TNF-α mRNA expression in the NTS. However, these effects were not sufficient to restore the MAP in HFD feeding rats with AT2 receptors overexpression in the NTS. Finally, the RT prevented cardiovascular changes induced by HFD, including increases in MAP, sympathetic modulation of SBP, HR, sympathovagal balance of PI, and reduced baroreflex sensitivity. These responses were associated with increased expression of mRNA for components of protective RAS axis (AT2 and Mas receptors and ACE2), and the antiinflammatory cytokine IL-10 as well as the reduction of pro-inflammatory cytokines (TNF-α and IL -1β) in the NTS. Together, our data suggest that HFD promotes increases in plasma levels of glucose and leptin, with dysfunction in insulin sensitivity. HFD also promotes increases in blood pressure associated with increased sympathetic modulation in SBP, sympathovagal balance of PI, HR and baroreflex dysfunction. The neuroinflammatory process and an imbalance between the pressor and protective RAS axis in the NTS seem to be involved with the development/maintenance of the cardiovascular alterations induced by HFD. The TF performed at moderate intensity seems to be an important tool in preventing cardiovascular changes induced by HFD. / Nas últimas décadas a obesidade se tornou uma epidemia mundial. O excesso de tecido adiposo favorece o desenvolvimento de doenças associadas como a hipertensão arterial, apnéia obstrutiva do sono e diabetes tipo II. Dados da literatura mostram que a obesidade ativa o sistema renina-angiotensina (SRA), e aumenta a atividade do sistema nervoso simpáticoe os níveis de citocinas pró-inflamatórias, inclusive no sistema nervoso central. Entretanto, as vias e mecanismos neurais envolvidos nessas respostas ainda não estão completamente elucidados. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar as respostas cardiovasculares e metabólicas em ratos alimentados com dieta hiperlipídica (DH). Estudamos também a possível participação do SRA e do sistema imune no núcleo do trato solitário (NTS) nas alterações cardiovasculares induzidas pela DH. Por fim, testamos se o treinamento de força (TF) realizado em intensidade moderada seria capaz de prevenir as alterações cardiovasculares induzidas pela DH. Para tanto, foram utilizados ratos Holtzman adultos (300 a 320 g) alimentados com DH (3,82 kcal/g e 26,4% de gorduras) ou dieta padrão (DP; 2,25 kcal/g e 5,4% de gorduras) por 6 semanas. Nossos resultados demonstraram maiores níveis de colesterol total, triacilgliceróis, leptina e glicose no sangue e menor sensibilidade à insulina após 6 semanas de DH. Houve um aumento da pressão arterial média (PAM), da modulação simpática da pressão arterial sistólica (PAS), da frequência cardíaca (FC) e do balanço simpatovagal do intervalo de pulso (IP) e menor resposta bradicárdica do barorreflexo em animais alimentados com DH. Após 6 semanas de DH, houve maior expressão do RNAm das citocinas pró-inflamatórias, fator de necrose tumoral-α (TNF- α) e interleucina-6 (IL-6), maior expressão do receptor AT1 e da enzima conversora de angiotensina (ECA) e menor expressão dos receptores AT2 e Mas. Corroborando com a maior expressão de citocinas no NTS, foi demonstrado maior imunoreatividade para GFAP (marcador especifico de astrócitos) e maior número de células positivas para Iba-1 (marcador especifico para micróglias) no NTS de ratos alimentados com DH. O bloqueio do receptor AT1 no NTS de animais alimentados com DH promoveu queda na PAM, reduziu a modulação simpática na PAS, reduziu o balanço simpatovagal do IP e restabeleceu a resposta de bradicardia reflexa. A super-expressão de receptores AT2 no NTS de ratos alimentados com DH reestabeleceu a FC, a sensibilidade do barorreflexo e o balanço simpatovagal do IP, além de uma atenuação parcial na modulação simpática da PAS. Essas respostas foram associadas com o aumento da expressão do RNAm do receptor Mas e a redução na expressão do TNF-α no NTS. Porém, esses efeitos não foram suficientes para atenuar a PAM nos ratos com DH e super-expressão de receptores AT2 no NTS. Por fim, o TF preveniu as alterações cardiovasculares induzidas pela DH, incluindo o aumento da PAM, da modulação simpática da PAS, da FC, do balanço simpatovagal do IP, e a redução da sensibilidade do barorreflexo. Essas respostas foram associadas com um aumento na expressão do RNAm de componentes da via protetora do SRA (receptores AT2 e Mas e ECA2) e da citocina anti-inflamatória IL-10, bem como a redução de citocinas próinflamatórias (TNF-α e IL-1β) no NTS. Em conjunto, nossos dados sugerem que a DH promove aumentos na leptina plasmática e na glicemia, com disfunção na sensibilidade à insulina e no perfil lipídico. A DH também promove aumento na pressão arterial associada aos aumentos na modulação simpática na PAS, balanço simpatovagal do IP, FC e disfunção no barorreflexo. O processo neuroinflamatório e um desequilíbrio entre as vias pressora e protetora do SRA no NTS parecem estar envolvidos com o desenvolvimento/manutenção das alterações cardiovasculares encontradas em ratos alimentados com DH. O TF realizado em intensidade moderada parece ser uma importante ferramenta na prevenção das alterações cardiovasculares induzidas pela DH. / 2013/13118-0

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study we are evaluating the modular congruencies related to some of its application fields. Another important aspect explored is the existing relationship between the modular congruencies and the finite fields. We will show among other results that the structure of a finite field is completely determined by its cardinality. We will also display a ludic application for the finite field through the so called solitary games. / Neste trabalho estudamos as congruências modulares com vistas a algumas de suas aplicações. Outra vertente explorada é o entrelaçamento existente entre as congruências modulares e os corpos finitos. Mostraremos, entre outros resultados, que a estrutura de um corpo finito é completamente determinada por sua cardinalidade. Também exibiremos uma aplicação curiosa para os corpos finitos através do chamado jogo do solitário (ou, resta um).

O objetivo do presente estudo foi inventariar a diversidade de espécies de abelhas e vespas solitárias que nidificam em cavidades preexistentes em um fragmento de Mata Atlântica, componente da paisagem urbana de Salvador, Bahia, ocupado pelo Parque Zoobotânico Getúlio Vargas (PZBGV) e pelo campus da Universidade Federal da Bahia (UFBA), Ondina. Além disso, foi feita a identificação dos recursos florais utilizados por duas espécies de abelhas, Centris (Heterocentris) analis e Centris (Heterocentris) terminata, para aprovisionamento das suas células de cria. A amostragem foi realizada durante o período de maio de 2014 a outubro de 2015, e os ninhos-armadilha utilizados consistiam de tubos de cartolina preta, blocos de madeira e gomos de bambu. Foram instalados no campo 1.192 ninhos-armadilha, distribuídos em oito suportes, sendo quatro colocados na área do Parque Zoobotânico e quatro colocados na área ocupada pelo campus da UFBA. As inspeções aos ninhos foram feitas mensalmente e os ninhos concluídos foram coletados e substituídos por novos ninhos-armadilha vazios. Os ninhos ocupados foram levados para o laboratório. No laboratório, os ninhos foram mantidos à temperatura ambiente e observados diariamente até a emergência dos adultos. Foram amostrados 409 ninhos pertencentes a sete espécies de vespas e cinco de abelhas, sendo 189 coletados no campus da UFBA e 220 no PZBGV. Do total de ninhos obtidos, 234 ninhos foram colonizados por cinco espécies de abelhas pertencentes a família Apidae: Centris analis, Centris terminata, Xylocopa frontalis, Euglossa sp. e Tetrapedia diversipes. As abelhas nidificaram com maior frequência no PZBGV (127 ninhos) do que no campus da UFBA (107 ninhos). Em relação às vespas, do total de 175 ninhos, 82 foram coletados na UFBA e 93 no PZBGV, tendo emergido indivíduos de sete espécies pertencentes a três famílias: Podium denticulatum e Podium sp. (Sphecidae); Auplopus pratens e Auplopus subaurarius (Pompilidae); Trypoxylon sp.1, Trypoxylon sp.2 e Trypoxylon lactitarse (Crabronidae). Entre as espécies de abelhas, C. analis foi a mais abundante, seguida por C. terminata. As espécies de vespas mais abundantes foram Trypoxylon sp.2 e P. denticulatum. As maiores frequências de atividade de nidificação das espécies de abelhas e vespas ocorreram nos meses com temperaturas elevadas e baixos índices pluviométricos (janeiro-março). Das espécies vii analisadas, apenas C. analis, P. denticulatum e Trypoxylon sp. 2 apresentaram diferenças significativas na razão sexual, as quais foram enviesadas para machos. A taxa de mortalidade para as espécies de abelhas e vespas foi maior na UFBA (55,08%) do que no PZBGV (44,92%). A mortalidade foi ocasionada, na grande maioria dos casos, por causas desconhecidas. Para identificação das fontes dos recursos florais utilizados por C. analis e C. terminata foi realizada a análise polínica a partir de 53 ninhos de C. analis e 20 ninhos de C. terminata fundados durante o período de maio de 2014 a abril de 2015. A análise do conteúdo polínico residual dos ninhos foi realizada pelo método de acetólise convencional. Foram identificados 12 tipos polínicos, pertencentes a sete famílias vegetais: Malpighiaceae, Bignoniaceae, Solanaceae, Fabaceae, Arecaceae, Polygalaceae e Sapindaceae. Destas famílias, Malpighiaceae foi a que teve os tipos polínicos mais frequentes nos ninhos de ambas as espécies de abelhas. Nos ninhos de C. analis foram encontrados 12 tipos polínicos e nos ninhos de C. terminata 8 tipos polínicos. Os tipos polínicos com as maiores frequências de utilização por C. analis e C. terminata foram: Malpighia emarginata, Byrsonima sericea, Stigmaphyllon cavernulosum e Aeschynomene paucifolia.Os resultados encontrados são de extrema relevância para o conhecimento das plantas fornecedoras de recursos florais utilizados para aprovisionamento larval, consumo e construção dos ninhos, elaboração de plano de manejo, conservação das abelhas do gênero Centris e das plantas visitadas pelas mesmas. Os resultados sugerem que a área estudada funciona como refúgio para espécies de abelhas e vespas solitárias. / The aim of this study was to inventory the diversity of species of solitary bees and wasps that nest in artificial cavities in an Atlantic Forest fragment in the urban landscape of Salvador, Bahia. This area is occupied by the campus of the Universidade Federal da Bahia (UFBA) and by the Parque Zoobotânico Getúlio Vargas (PZBGV). We also identified the food resources collected by Centris analis and Centris terminata females. The samples were collected from May 2014 to October 2015 using artificial cavities made of black cardboard, wooden blocks, and bamboo canes (trap-nests methodology). We installed 1.192 trap-nests in the field, distributed in eight stands, four for each area. Inspections were made monthly and occupied nests were removed and brought to the laboratory. The empty cavities were filled with new nests. In the laboratory, the nests were kept at room temperature and observed daily until adult emergence. We sampled seven wasp species and five bee species in the two areas of this study, in a total of 409 nests: 189 nests in UFBA and 220 in PZBGV. Of these, 234 nests were made by five bee species from four genera of Apidae family: Centris analis, Centris terminata, Xylocopa frontalis, Euglossa sp. and Tetrapedia diversipes. Bees nest more frequently in PZBGV (127 nests) than on the campus of UFBA (107 nests). In relation to the wasps, we collected 175 nests, 82 were collected in UFBA and 93 in PZBGV, and emerged individuals from seven species of three families: Podium denticulatum and Podium sp. (Sphecidae); Auplopus pratens and Auplopus subaurarius (Pompilidae); Trypoxylon sp.1, Trypoxylon sp.2 and T. lactitarse (Crabronidae). Among the bee species, C. analis was the most abundant, followed by C. terminata. The most abundant wasp species were Trypoxylon sp.2, followed by P. denticulatum. The highest frequency of nesting activity of the species of bees and wasps occurred in the months with high temperatures and low rainfall (January to March). Only C. analis, P. denticulatum and Trypoxylon sp. 2 showed significant differences in the sex ratio, which were male-bias. The mortality rate was higher in the UFBA (55.08%) than in the PZBGV (44.92%) for both, bees and wasps. Unknown causes were the main causes of mortality. To identify the pollen resource used by C. analis and C. terminata, we analyzed 53 C. analis nests and 20 C. terminata nests, collected from May 2014 to April 2015. We found 12 pollen types belonging to seven families: ix Malpighiaceae, Bignoniaceae, Solanaceae, Fabaceae, Arecaceae, Polygalaceae and Sapindaceae, where Malpighiaceae was the most common for both species. We found 12 pollen types for C. analis and 8 for C. terminata, and the highest frequency pollen species were Malpighia emarginata, Byrsonima sericea, Stigmaphyllon cavernulosum, Aeschynomene paucifolia for both species analyzed. The results are extremely important for the knowledge of supplier plants of food resources used for larval supply, consumption and construction of nests, preparation of management plan, conservation of the genus Centris bees and plants visited by them.The studied forest fragment serve as refuge for species of bees and solitary wasps.

Utilizando Análise Espectral (FFT) para quantificar a variabilidade autonômica no animal intacto, analisamos pressão arterial, intervalo de pulso (IP) e fluxo sangüíneo no repouso e no exercício, em ratos normotensos (WKY) e hipertensos (SHR), sedentários (S) ou treinados (T), após pré-tratamento do NTS/DMV com veículo e antagonista de ocitocina (OTant). As principais alterações foram relacionadas à freqüência cardíaca (FC) e ao IP: bradicardia de repouso em WKYT e SHRT; aumento na resposta taquicárdica do exercício após OTant apenas nos WKYT. No repouso, os SHR apresentaram queda da variância do IP com diminuição dos componentes de baixa (LF-simpático) e alta (HF-vago) freqüências, corrigidas pelo T. No exercício houve queda dos componentes espetrais do IP nos grupos experimentais, exceto o HF que não diminuiu nos WKYT. OTant no NTS/DMV reduziu o HF dos SHRT no repouso e exercício; a ausência da queda do HF nos WKYT foi abolida. Resultados indicam a importância da ocitocina agindo sobre o vago na modulação da FC basal e da taquicardia do exercício apenas em T. / Using Spectral Analysis (FFT) to quantify the autonomic variability in intact animal, we analyzed blood pressure, pulse interval (PI) and blood flow at rest and during exercise, in normotensive (WKY) and hypertensive (SHR) rats, sedentary (S) or trained (T), after solitary vagal complex (NTS/DMV) pre-treatment with vehicle and oxytocin antagonist (OTant). The main changes were related to heart rate (HR) and PI: rest bradycardia in WKYT and SHRT; increased exercise tachycardia after OTant only in WKYT. At rest, SHR presented a fall of in PI variance with decreased low (LF-simpathetic) and high (HF-vagal) frequencies components that were normalized by T. During exercise, the spectral components decreased in the experimental groups, except HF unchanged in WKYT. OTant into the NTS/DMV reduced the HF of the SHRT at rest and exercise; the absence of the fall in HF of WKYT was abolished. Results indicate the importance of oxytocin acting on vagus in the modulation of basal HR and exercise tachycardia only in T rats.