Vários mecanismos controlam os processos de contração e relaxamento das células musculares lisas vasculares (CMLVs). Receptores e moléculas sinalizadoras intracelulares, os quais controlam os processos de contração e relaxamento das CMLVs, são alvo de modificações pós-traducionais, como a O-GlcNAcilação que modula respostas vasculares. O aumento de proteínas modificadas por O-GlcNAc apresenta efeito ambíguo sobre as CMLVs, sendo protetor em situações de aumento agudo, mas lesivo quando mantido cronicamente. O aumento crônico de O-GlcNAc em animais está associado a repostas contráteis mais intensas e redução do relaxamento vascular, assim como o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), denominado estresse oxidativo, alterações constantemente descritas em doenças crônicas como diabetes e hipertensão arterial. Considerando que algumas proteínas que controlam a contratilidade vascular são modificadas por O-GlcNAc e que pouco se sabe a respeito da via de Biossíntese das Hexosaminas (VBH) e sua relação com o sistema vascular em humanos, nós investigamos a hipótese de que modificações de proteínas por O-GlcNAc estão relacionadas a alterações vasculares na hipertensão arterial em humanos. Durante a realização de nossos experimentos, demonstramos que os principais componentes da VBH estão presentes em CMLVs humanas. O tratamento com Thiamet G (TMG) por 24 h aumentou os níveis de proteínas modificadas por O-GlcNAc nas CMLVs pela redução da atividade de OGA, assim como induziu efeito compensatório de aumento da expressão dessa enzima. TMG reduziu a atividade de OGA em CMLVs no grupo Controle, mas não promoveu alteração na geração de EROs. Após tratamento com TMG, artérias de grupo Controle apresentaram maior sensibilidade à noradrenalina (NA) e maior relaxamento ao nitroprussiato de sódio (NPS); enquanto o grupo Hipertenso não apresentou alterações na contratilidade ou no relaxamento arterial. Artérias do grupo Hipertenso apresentaram maior sensibilidade à NA que o grupo Controle antes de qualquer tratamento, além de deficiência no relaxamento, com menor sensibilidade e menor resposta máxima ao NPS em comparação ao grupo Controle. O grupo Hipertenso apresentou aumento da pressão arterial média de internação (PAMi), assim como da idade, quando comparado com o grupo Controle. Em conclusão, a VBH está presente nas CMLVs humanas. A inibição da atividade da OGA por TMG aumenta os níveis de proteínas modificadas por O-GlcNAc, a expressão de OGA e modula a reatividade vascular no grupo Controle, mas não no grupo Hipertenso. Os resultados demonstram que pacientes hipertensos apresentam respostas vasculares a drogas vasoativas diferentes daquelas observadas em pacientes controle, antes e após o aumento dos níveis de proteínas modificadas por O-GlcNAc nas CMLVs. Novos estudos serão necessários para determinar se as alterações observadas são decorrentes da hipertensão arterial e/ou do tratamento farmacológico aos quais os pacientes estão submetidos. / Several mechanisms control the contraction and relaxation processes in the vascular smooth muscles cells (VSMC). Intracellular receptors and signaling molecules involved in contraction and relaxation mechanisms are targets of post-translational modifications (PTM), such as O-GlcNAcylation, which modulates vascular responses. Augmented levels of O-GlcNAc-modified proteins show a dual effect in VSMC, being protective during acute stressful events and deleterious when O-GlcNAc is chronically augmented. In animals, chronic increases in O-GlcNAc-modified proteins are linked to increased vascular responses to constrictor agents, to reduced vascular relaxation in response to dilator drugs, and to increased production of reactive oxygen species (ROS), named oxidative stress. All these changes are frequently described in chronic diseases such as diabetes and arterial hypertension. Since proteins involved in vascular contractility are modified by O-GlcNAc, and our knowledge on the influence of the hexosamine biosynthesis pathway (HBP) in the human vascular system is limited, we tested the hypothesis that proteins modified by O-GlcNAc contribute to vascular changes in hypertensive patients. Our data show that human VSMC express the main components of the HBP; the treatment of human VSMC with Thiamet G (TMG) for 24 h augmented O-GlcNAc levels, decreased OGA activity and induced a compensatory increase in OGA\'s expression. TMG reduced OGA activity, increased levels of O-GlcNAc-modified proteins but did not change ROS generation in human arteries from the Control group. After treatment with TMG, arteries from the Control group exhibited increased sensitivity to norepinephrine (NE) and to sodium nitroprusside (SNP), as well as increased maximum relaxation to SNP. Augmented O-GlcNAc levels produced no changes in contractile or relaxation responses in the Hypertensive group. Arteries from the Hypertensive group exhibited an increased sensitivity to NE as well as decreased sensitivity and maximum relaxation to SNP when compared to arteries from the Control group. Mean arterial blood pressure (hMABP) and the average age were increased in patients from the Hypertensive group. In conclusion, the HBP is present in human VSMC and the inhibition of OGA activity with TMG increases O-GlcNAc levels, increases OGA expression and modifies vascular responses to constrictor and dilator stimuli in human arteries from the Control group, but not from the Hypertensive group. These results indicate that hypertensive patients have altered vascular responses to vasoactive drugs both in the absence and in the presence of augmented O-GlcNAc levels. Further research is needed to explain whether these differences are due to the hypertensive disease and/or to the patient\'s medical treatment.

Submitted by Sandro Camargo (sandro.camargo@unipampa.edu.br) on 2015-03-09T01:55:05Z No. of bitstreams: 1 116110004.pdf: 1404525 bytes, checksum: ca74119d1b54d005e98448f652e62885 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T01:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 116110004.pdf: 1404525 bytes, checksum: ca74119d1b54d005e98448f652e62885 (MD5) Previous issue date: 2012-09-26 / O mercúrio aumenta o risco de doença cardiovascular, estresse oxidativo, e altera a reatividade vascular. Este metal induz disfunção endotelial, como resultado da diminuição da biodisponibilidade de óxido nítrico (NO) por aumento do estresse oxidativo e produção de prostanóides contráteis. A enzima NADPH oxidase é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (ROS) na vasculatura. Nosso objetivo foi investigar se o tratamento com apocinina, um inibidor da NADPH oxidase, evita os efeitos vasculares causados pela intoxicação crônica por baixas concentrações de mercúrio. Para isso, ratos machos Wistar de três meses de idade foram tratados durante 30 dias com: a) Não-tratado (injeções intramusculares - im - de solução salina, b) HgCl 2 (im, primeira dose de 4,6 ug/kg, e doses subsequentes de 0,07 ug/kg/dia), c) Apo (1,5 mM de apocinina em água de beber e salina im); d) ApoHg (tratamento com mercúrio e apocinina) Tratamento com mercúrio: 1) aumentou a resposta vasoconstritora à fenilefrina na aorta e reduziu a resposta dependente do endotélio à acetilcolina, 2) aumentou o envolvimento de ROS e prostanoides vasoconstritores em resposta à fenilefrina enquanto reduziu a modulação de NO endotelial de tais respostas, 3) reduziu a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx) da aorta e aumentou os níveis de malondialdeído (MDA) plasmático. O tratamento com apocinina preveniu parcialmente o aumento da resposta à fenilefrina e reduziu a disfunção endotelial induzida pelo mercúrio. Além disso, aumentou a modulação de NO das respostas vasoconstritoras, a atividade da SOD aórtica e reduziu os níveis plasmáticos de MDA, sem afetar o aumento da participação de prostanóides vasoconstritores observados na aorta de ratos tratados pelo mercúrio. Conclusões: O mercúrio aumenta a resposta vasoconstritora à fenilefrina pela redução da biodisponibilidade de NO e aumenta a participação de ROS e prostanoides vasoconstritores. A apocinina protege o vaso dos efeitos deletérios causados pela NADPH oxidase, mas não dos causados pelos prostanoides, demonstrando a ação de duas vias independentes nos danos cardiovasculares desenvolvidos pelo metal. / Mercury increases the risk of cardiovascular disease and oxidative stress and alters vascular reactivity. This metal elicits endothelial dysfunction causing decreased NO bioavailability via increased oxidative stress and contractile prostanoid production. NADPH oxidase is the major source of reactive oxygen species (ROS) in the vasculature. Our aim was to investigate whether treatment with apocynin, an NADPH oxidase inhibitor, prevents the vascular effects caused by chronic intoxication with low concentrations of mercury. Three-month-old male Wistar rats were treated for 30 days with a) intramuscular injections (i.m.) of saline; b) HgCl 2 (i.m. 1 st dose: 4.6 μg/kg, subsequent doses: 0.07 μg/kg/day); c) Apocynin (1.5 mM in drinking water plus saline i.m.); and d) Apocynin plus HgCl 2 . The mercury treatment resulted in 1) an increased aortic vasoconstrictor response to phenylephrine and reduced endothelium-dependent responses to acetylcholine; 2) the increased involvement of ROS and vasoconstrictor prostanoids in response to phenylephrine, whereas the endothelial NO modulation of such responses was reduced; and 3) the reduced activity of aortic superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) and increased plasma malondialdehyde (MDA) levels. Treatment with apocynin partially prevented the increased phenylephrine responses and reduced the endothelial dysfunction elicited by mercury treatment. In addition, apocynin treatment increased the NO modulation of vasoconstrictor responses and aortic SOD activity and reduced plasma MDA levels without affecting the increased participation of vasoconstrictor prostanoids observed in aortic segments from mercury-treated rats. Conclusions: Mercury increases the vasoconstrictor response to phenylephrine by reducing NO bioavailability and increasing the involvement of ROS and constrictor prostanoids. Apocynin protects the vessel from the deleterious effects caused by NADPH oxidase, but not from those caused by prostanoids, thus demonstrating a two-way action.

Purpose: To determine the vascular reactivity (VR) capacity and visual function (VF) response to potent vasoconstrictor and vasodilatory provocations of retinal arterioles in healthy subjects. Methods: One hyperoxic hypocapnic and two graded hypoxic hypercapnic stimuli were administered. VR in response to gas provocation was assessed using the Canon Laser Blood Flowmeter. VF was assessed using high and low contrast ETDRS logMAR charts, Medmont C-100, and H.R.R. Pseudoisochromatic Plates. Results: Flow reduced by 23% (p=0.0001) during hyperoxic hypocapnia and increased by 18% (p=0.0129) during hypoxic hypercapnia. During hyperoxic hypocapnia, high contrast VA improved by -0.026 (p=0.0372). During hypoxic hypercapnia, high and low contrast VA were reduced (+0.033, p=0.0110; +0.025, p=0.0058, respectively). Colour vision was unaffected. Conclusions: The retinal arterioles demonstrated a greater capacity for vasoconstriction than vasodilation in response to the stimuli used in our study. Hyperoxic hypocapnia improved high contrast VA while hypoxic hypercapnia reduced high and low contrast VA.

Purpose: To determine the vascular reactivity (VR) capacity and visual function (VF) response to potent vasoconstrictor and vasodilatory provocations of retinal arterioles in healthy subjects. Methods: One hyperoxic hypocapnic and two graded hypoxic hypercapnic stimuli were administered. VR in response to gas provocation was assessed using the Canon Laser Blood Flowmeter. VF was assessed using high and low contrast ETDRS logMAR charts, Medmont C-100, and H.R.R. Pseudoisochromatic Plates. Results: Flow reduced by 23% (p=0.0001) during hyperoxic hypocapnia and increased by 18% (p=0.0129) during hypoxic hypercapnia. During hyperoxic hypocapnia, high contrast VA improved by -0.026 (p=0.0372). During hypoxic hypercapnia, high and low contrast VA were reduced (+0.033, p=0.0110; +0.025, p=0.0058, respectively). Colour vision was unaffected. Conclusions: The retinal arterioles demonstrated a greater capacity for vasoconstriction than vasodilation in response to the stimuli used in our study. Hyperoxic hypocapnia improved high contrast VA while hypoxic hypercapnia reduced high and low contrast VA.

Systemic hypoxia frequently occurs in patients with cardiopulmonary diseases. Maintenance of vascular reactivity and endothelial viability is essential to preserving oxygen delivery in these patients. The role of matrix metalloproteinase-2 (MMP-2) and heme oxygenase-2 (HO-2) in the vascular response to hypoxia were investigated. In the first part of the thesis, the role of MMP-2 in regulating systemic arterial contraction after prolonged hypoxia was investigated. MMP-2 inhibition with cyclic peptide CTTHWGFTLC (CTT) reduced phenylephrine (PE)-induced contraction in aortae and mesenteric arteries harvested from rats exposed to hypoxia for 7 d. Responses to PE were reduced in MMP-2-/- mice exposed to hypoxia for 7 d compared to wild-type controls. CTT reduced contraction induced by big endothelin-1 (big ET-1) in aortae harvested from rats exposed to hypoxia. Increased contraction to big ET-1 after hypoxia was observed in wild-type controls, but not MMP-2-/- mice. Rat aortic MMP-2 and MT1-MMP protein levels and MMP activity were increased after 7 d of hypoxia. Rat aortic MMP-2 and MT1-MMP mRNA levels were increased in the deep medial vascular smooth muscle. These results suggest that hypoxic induction of MMP-2 activity potentiates contraction in systemic conduit and resistance arteries through proteolytic activation of big ET-1. The second part of the thesis investigated oxygen regulation of HO-2 protein and whether it plays a role in preserving endothelial cell viability during hypoxia. HO-2, but not HO-1, protein level was maintained during hypoxia in human endothelial cells through enhanced translation of HO-2 transcripts. Inhibition of HO-2 expression increased the production of reactive oxygen species, decreased mitochondrial membrane potential, and enhanced apoptotic cell death and activated caspases during hypoxia, but not during normoxia. These data indicate that HO-2 is translationally regulated and important in maintaining endothelial viability and function during hypoxia. In summary, the thesis demonstrates the importance of MMP-2 and HO-2 in preserving vascular function during prolonged systemic hypoxia. These enzymatic pathways may, therefore, represent novel therapeutic targets that may be exploited to ameliorate the effects of hypoxia in patients with cardiopulmonary disease.

Submitted by NADIA FAGUNDES GARCIA null (nadia.garcia@usp.br) on 2016-04-26T14:05:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Nádia_final.pdf: 1655190 bytes, checksum: 3ec5b191317646b34cbfef983fcdf111 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-29T15:08:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 garcia_nf_me_rcla.pdf: 1655190 bytes, checksum: 3ec5b191317646b34cbfef983fcdf111 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-29T15:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 garcia_nf_me_rcla.pdf: 1655190 bytes, checksum: 3ec5b191317646b34cbfef983fcdf111 (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A inatividade física e as dislipidemias são considerados fatores de risco para a gênese das doenças cardiovasculares. Estudos em animais mostram que o consumo de dieta contendo alto teor de lipídios leva à diminuição da resposta relaxante dependente do endotélio, o que pode ser prevenido pela realização de exercício físico. Entretanto, a maioria dos estudos investigou os efeitos do exercício físico em artérias de maior calibre e em modelos de dislipidemia induzida por dieta. Há escassez de estudos que avaliam os efeitos do exercício físico em artéria de menor calibre e, principalmente, em modelo que mimetiza a hipercolesterolemia familiar (HF). Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do treinamento físico aeróbio de moderada intensidade na reatividade vascular da artéria ilíaca em camundongos knockout para o receptor de LDL alimentados com dieta hiperlipídica. Foram utilizados camundongos wild type e knockout para o receptor de LDL (LDLR-/-) divididos em quatro grupos experimentais: wild type sedentário (WT), wild type treinado (WT/Ex), knockout sedentário (KO) e knockout treinado (KO/Ex). Os grupos WT foram alimentados com ração balanceada e os grupos KO com dieta hiperlipídica (38% lipídios). Os grupos WT/Ex e KO/Ex realizaram corrida em esteira (60-70%Vmax, 5 dias/semana, 60 min) durante oito semanas. A reatividade vascular em artéria ilíaca foi verificada através de curvas concentração-resposta a acetilcolina (ACh), nitroprussiato de sódio (SNP), fenilefrina (PHE) e ao análogo do tromboxano A2 (U46619). A determinação da produção de óxido nítrico (NO) foi realizada pela análise de fluorescência ao 4,5-diaminofluoresceína (DAF-2) e a produção de ânion superóxido pela análise da fluorescência derivada da oxidação da dihidroetidina (DHE). Foi quantificada a glicose, o colesterol total e os triglicerídeos sanguíneos. O grupo KO aumentou em 640% o ganho de peso corporal, 510% a gordura epididimal, 35% a glicose, 180% o colesterol total e 99% os triglicerídeos comparado ao grupo WT e o treinamento físico aeróbio foi eficaz em prevenir o ganho de peso e a gordura epididimal no grupo KO/Ex (167% e 121%, respectivamente). Nenhuma alteração foi verificada na glicose, colesterol total e triglicerídeos no soro. O relaxamento máximo induzido por ACh foi reduzido em 24% no grupo KO comparado ao grupo WT, sendo esta resposta normalizada no grupo KO/Ex, sem alteração na potência. A resposta máxima a PHE foi 65% maior, e resposta da potência foi 3 vezes maior na artéria ilíaca de animais do grupo KO comparado ao grupo WT. Nenhuma alteração na resposta foi encontrada aos agentes SNP e U46619. A produção de NO foi 47% menor no grupo KO comparado ao WT e a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) foi 48% maior no grupo KO comparado ao grupo WT. O treinamento físico preveniu o aumento na produção de ERO no grupo KO/Ex. Em conclusão, o exercício físico aeróbio, realizado por oito semanas, preveniu a disfunção endotelial na artéria ilíaca de camundongos LDLR-/- alimentados com dieta hiperlipídica. Este achado pode estar relacionado à menor produção de ERO, o que aumentaria a biodisponibilidade do NO. / Physical inactivity and dyslipidemia are considered risk factors for cardiovascular disease. A decrease in endothelium-dependent relaxation response, which can be prevented by physical exercise, had been showing in animals fed with high fat diet. However, most studies investigated the effects of physical exercise on large-caliber arteries using models of diet induced dyslipidemia. There are few studies that evaluate the effects of physical exercise in small-caliber artery and, mainly, in a model that mimics familial hypercholesterolemia (FH). Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of moderate intensity exercise training on vascular reactivity of iliac artery in FH model using mice lacking LDL receptor. Wild type and knockout mice (LDLR-/-) were divided into four groups: sedentary control (WT), trained control (WT/Ex), sedentary knockout (KO) and trained knockout (KO/Ex). Control groups were fed with standard chow and knockout groups with high fat diet. Trained groups ran on a treadmill (60-70% Vmax, 60 min, 5 days/week for 8 weeks). Concentration-response curves to acetylcholine (ACh), sodium nitroprusside (SNP), phenylephrine (PHE) and thromboxane A2 analogue (U46619) were done in iliac artery rings. Arterial production of nitric oxide and oxygen reactive species formation were assessed using fluorescence analysis (DAF-2 and DHE). Serum concentration of glucose, total cholesterol and triglyceride were determined using commercial kits. After eight weeks, the KO group had higher body weight gain (around 640%), epididymal fat (510%), glucose (35%), total cholesterol (180%) and triglycerides (99%) compared with WT group. Exercise training was effective to prevent body weight and epididymal fat gain in KO/Ex group (less 167% and 121%, respectively). No changes were observed in glucose, total cholesterol and triglycerides concentration. KO animals had lower maximal response evoked by ACh (about 24%) and higher maximal response to PHE (about 65%) compared with WT group. Exercise training prevented these alterations since KO/Ex group had vascular response similar to WT and WT/Ex groups. Endothelial dysfunction observed in KO group could be related to the reduced production of NO (about 47%) and the increased formation of oxygen reactive species (about 48%). These features were partially prevented by exercise training, KO/Ex group had lower formation of oxygen species and a slight higher NO prodution compared with KO group. In conclusion, aerobic exercise training carried out for eight weeks, prevented endothelial dysfunction in iliac artery from LDLR-/- mice fed with high fat diet. This finding could be related to the lower formation of reactive oxygen species in situ that increases the NO bioavailability.

No presente estudo, observamos aumentada expressão de iNOS e de proteínas s-nitrosiladas (S-NT) em aorta (AO) e concentração de NO no plasma de ratas diabéticas (DB), que foram corrigidas pelo tratamento com insulina (INS), que foi incapaz de normalizar a glicemia. O tratamento com o inibidor da iNOS L-NIL reduziu a expressão de S-NT e a concentração de NO. A contração induzida por agonistas adrenérgicos (ADRs), mas não por cloreto de potássio, que estava reduzida em anéis de AO sem endotélio de ratas DB, foi corrigida pelos tratamentos com INS e L-NIL. A expressão dos receptores de estrógeno ESR2 e GPER estava aumentada em AO de ratas DB e foi corrigida pelo tratamento com INS. Nossos resultados mostram que o aumento da expressão da iNOS/geração de NO é responsável pela redução da contração mediada por receptor ADR, mas não daquela induzida por despolarização direta da membrana. A INS modula negativamente a expressão da iNOS e dos receptores ESR2 e GPER em aorta de ratas DB, efeito que pode contribuir com a restauração da contração induzida por agonistas ADRs. / In the present study, we observed that in aortas (AO) of diabetic (DB) female rats have an increase in iNOS and S-nitrosilated (S-NT) proteins expression along with higher levels of plasmatic NO. Although insulin (INS) treatment did not normalize blood glucose levels, it corrected protein expression and NO concentrations. The iNOS inhibitor treatment reduced the altered expression of S-NT proteins and NO levels. The reduced adrenergic agonists (ADR)-induced contractions in DB without endothelium were corrected by INS and L-NIL treatments, such treatments did not affect the reduced vasoconstriction response to KCl in DB AO. The increase expression of estrogen receptors GPER and ESR2 found in DB AO was recovered by INS treatment. Our results showed that the increased expression of iNOS/NO generation is responsible for reducing ADR-induced contraction, but not for membrane depolarization-induced contraction. INS negatively modulates protein expression of iNOS, ESR2, and GPER receptors in DB AO; such effect may contribute to restore ADR-induced vascular contraction.

Avaliou-se a participação do óxido nítrico (NO), do fator hiperpolarizante derivado do endotélio (EDHF), dos produtos da ciclooxigenase (COX), das espécies reativas de oxigênio (EROs) e o efeito do tratamento com metformina (Met) nas alterações vasculares em ratos com obesidade induzida por glutamato monossódico (MSG). O tratamento com Met corrigiu alterações metabólicas em ratos MSG, reduzindo o acúmulo de gordura visceral, corrigindo a resistência à insulina, a hiperinsulinemia e a dislipidemia. Ratos MSG apresentaram aumentada resposta contrátil e diminuída sensibilidade à Ach, associadas a alterações na via do NO, do EDHF, dos produtos da COX e das EROs. Ratos MSG com 16 semamas apresentaram hiperresponsividade ao nitroprussiato de sódio, que foi mantida nos ratos tratados com Met. A Met corrige as alterações da resposta vascular atuando sobre o NO e o EDHF, reduzindo a geração de EROs e interferindo na resposta do músculo liso vascular, mantendo a hiperresponsividade ao NO. / The role of the nitric oxide (NO), the endothelium derived hyperpolarizing factor (EDHF), the ciclooxygenase (COX) products and the reactive oxygen species (ROS), as well as the effect of metformin (Met) treatment on the vascular alterations in rat model of obesity induced by monosodium glutamate (MSG) were evaluated. Met treatment corrected metabolic alterations in MSG, reducing fat accumulation, correcting dyslipidemia, insulin resistance and hyperinsulinemia. MSG rats had an increased response to norepinephrine and decreased sensitivity to acetilcholine, which were associated with alterations in NO, COX products and ROS. Sixteen-week-old MSG rats presented hyperresponsiveness to sodium nitroprusside, which was preserved in Met-treated group. Met corrects the alterations of the vascular reactivity acting on NO and EDHF, and decreasing the ROS generation, besides its effect on the vascular smooth muscle response, preserving the hyperresponsiveness to NO.

Introdução: Os distúrbios ácido-básicos são comuns na prática médica e podem variar desde uma acidose ou alcalose simples até um distúrbio misto complexo e potencialmente fatal. A acidose metabólica ocorre por aumento na quantidade de ácidos não-voláteis sob condições como: insuficiência renal, sepse, diabetes grave, diarréia e outras. Há mais de um século tem-se conhecimento de que mudanças no pH promovem alterações no tônus vascular, o que afeta a circulação e controle da pressão sanguínea. Objetivos: 1) estabelecer um modelo eficiente de acidose metabólica crônica (AMC) em ratos; 2) avaliar os parâmetros ventilatórios durante a indução da AMC; 3) investigar os efeitos da AMC sobre a reatividade da aorta de ratos, bem como os mecanismos envolvidos nesta resposta. Metodologia: A AMC foi induzida com cloreto de amônio ad libitum 0,5 M + 0,02M por gavagem, durante 10 dias. Os parâmetros ventilatórios avaliados foram frequência respiratória (fR), volume corrente (Vc) e ventilação pulmonar (VE). No estudo de reatividade vascular foram realizadas curvas dose-resposta para acetilcolina (ACh), fenilefrina (Phe), endotelina 1 (ET-1) e angiotensina II (Ang II), em aorta com e sem endotélio, na ausência e presença do L-NAME. Resultados: A AMC induzida por cloreto de amônio (NH4Cl) reduziu o pH para 7.17 (controle 7.39), com níveis de bicarbonato (HCO3-) próximos a 9.8 mmol/L (controle 21.9 mmol/L). Quanto aos parâmetros ventilatórios, houve um aumento do Vc no segundo dia de tratamento, levando a um aumento na VE. Nos estudos de reatividade vascular, a AMC não alterou a resposta para a ACh e ET-1, entretanto reduziu a vasoconstrição induzida pela Ang II e Phe, sendo a resposta para Phe restaurada na presença de L-NAME. Conclusões: 1) a partir do protocolo empregado foi possível obter um modelo de AMC reprodutível; 2) houve alterações ventilatórias apenas no início do tratamento, associada à redução de pressão parcial de dióxido de carbono (pCO2), embora não significativa, mostrando uma resposta compensatória transitória; 3) o efeito da AMC sobre a reatividade vascular, parece ser agonista-seletiva e o óxido nítrico (NO) está envolvido nessa resposta. / Introduction: The acid-base disorders are common in the medical practice and can vary from an acidosis or simple alkalosis to a mixed, complex and potentially fatal disorder. The metabolic acidosis occurs because of the increase in the quantity of nonvolatile acids under conditions such as kidney disease, sepsis, serious diabetes, diarrhea, and so on. More than one century there is some knowledge that the extracellular pH has promoted changes in the vascular tonus, which affects the circulation and the blood pressure control. Objectives: 1) Develop an efficient model of chronic metabolic acidosis (CMA) in rats; 2) Evaluate the ventilatory parameters during the induction of the CMA; 3) to investigate the effects of the CMA on rat aorta reactivity as well as the mechanisms involved in this response. Methodology: The CMA was induced by NH4CI 0.5M ad libitum + 0.02M by gavage during 10 days. The assessed ventilatory parameters were respiratory frequency (fR), tidal volume (Vt) and pulmonary ventilation (VE). The studies of the vascular reactivity were carried out by dose-response curve to acetylcholine (ACh), phenylephrine (Phe), endotelina1 (ET-1) and angiotensin II (Ang II), in aorta with and without endothelium, in absence and presence of the L-NAME. Results: The acidosis induced by ammonium chloride (NH4Cl) reduced the pH to 7.17 (7.39 control), with levels of bicarbonate (HCO3-) about 9.8 mmol/L (21.9 control mmol/L). As for the ventilatory parameters, there was an increase of the Vt in the second day of the treatment, which lead to an increase in the VE. In the studies of the vascular reactivity, the CMA have not changed the response to the Ach and ET-1, however the vasoconstriction induced by Ang II and Phe were reduced after CMA, and this was restored by L-NAME. Conclusions: 1) From the used protocol, it was possible to obtain a model of reproducible CMA. 2) There were ventilatory alterations only in the beginning of the treatment, associated to the reduction of pCO2, although not significant, which showed a transitory compensatory response. 3) The effect of the CMA on the vascular reactivity seems to be agonist-selective and the nitric oxide (NO) is involved in this response.

Orientador: Marta Helena Krieger / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:37:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_RodrigoGoncalves_D.pdf: 2107835 bytes, checksum: 6fd6d265e1589073318d2dfbcbfe35c1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O Óxido Nítrico (NO) é um radical livre gasoso sintetizado nos vasos sanguíneos principalmente pela enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS). No sistema cardiovascular ele está diretamente envolvido no controle do fluxo sanguíneo regional, especialmente na musculatura esquelética. O polimorfismo G894T do gene da eNOS vem sendo amplamente investigado e o alelo 894T, que resulta na troca do aminoácido glutamato por aspartato na posição 298 da enzima, parece estar associado ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares. No entanto, não se conhece o efeito dessa variante genética na vasodilatação muscular. Neste estudo testou-se a hipótese de que a resposta reflexa de vasodilatação muscular durante o exercício isométrico de handgrip estaria atenuada em indivíduos portadores do alelo 894T. Em adição, que a resposta atenuada estaria ocorrendo em conseqüência de uma biodisponibilidade reduzida do NO e/ou aumento da atividade nervosa simpática vasoconstritora para a musculatura esquelética. Para testar tais hipóteses, 287 voluntários foram previamente genotipados e, deste total, 33 indivíduos saudáveis foram selecionados para representar 3 genótipos: GG (n=15, Idade=43±3 anos, IMC=22,9±0,3 kg/m2), GT (n=9, Idade=39±3 anos, IMC=24,6±1,2 kg/m2) e TT (n=9, Idade=40±4 anos, IMC=23,5±0,9 kg/m2). A freqüência cardíaca (FC; ECG), pressão arterial média (PAM; oscilométrico) e fluxo sangüíneo no antebraço (FSA; pletismografia de oclusão venosa) foram avaliados por 3 minutos no basal e 3 minutos durante o exercício isométrico de handgrip, realizado a 30% da máxima contração voluntária. Não houve diferença nos valores basais de FC, PAM, FSA e condutância vascular no antebraço (CVA) entre GG (69±2 bpm; 91±3 mmHg; 1,81±0,09 ml.min-1.100 ml-1; 2,03±0,12 unidades, respectivamente), GT (69±4 bpm; 94±2 mmHg; 1,80±0,23 ml.min-1.100 ml-1; 1,90±0,24 unidades) e TT (63±3 bpm; 95±3 mmHg; 1,79±0,17 ml.min-1.100 ml-1; 1,89±0,17 unidades). Em resposta ao exercício, a CVA foi significativamente menor no genótipo TT ('delta'=0,07±0,14 unidades, P=.002) quando comparado aos genótipos GG ('delta'=0,57±0,09 unidades) e GT ('delta'=0,64±0,20 unidades). Para investigar os mecanismos responsáveis pela vasodilatação reduzida no genótipo TT, o FSA foi estudado durante a infusão intra-arterial de L-NMMA (4 mg.min-1) e L-NMMA + fentolamina (4 mg.min-1 e 100µg.min-1), num subgrupo de 8 indivíduos com genótipo GG e 7 indivíduos com genótipo TT. Em adição, avaliou-se a xvi atividade nervosa simpática muscular (ANSM; microneurografia). Em resposta ao exercício, L-NMMA não alterou a CVA no genótipo TT ('delta'-0,05±0,20 vs. -0,09±0,18 unidades). Ao contrário, L-NMMA reduziu significativamente a CVA no genótipo GG ('delta'=0,79±0,14 vs. 0,14±0,09 unidades). Desta forma, a diferença entre os genótipos não foi mais observada (P=.62). L-NMMA + fentolamina aumentou similarmente a CVA em resposta ao exercício nos genótipos GG e TT ('delta'=1,16±0,26 vs. 0,56±0,24 unidades, P=.43). A PAM e a ANSM aumentaram significativamente e de forma similar em ambos os genótipos. Estes resultados permitem concluir que o polimorfismo G894T do gene da eNOS está associado à vasodilatação muscular reflexa diminuída em resposta ao exercício. Em adição, esta atenuação na vasodilatação nos indivíduos homozigotos para o alelo 894T parece ser primariamente mediada por uma biodisponibilidade reduzida do óxido nítrico, mas não por um aumento da atividade nervosa simpática muscular / Abstract: Nitric oxide (NO) is a free radical synthesized in vessels mainly by endothelial nitric oxide synthase (eNOS) enzyme. In the cardiovascular system NO is involved in the modulation of regional blood flow, mainly in the skeletal muscle. The G894T polymorphism of the eNOS gene has been extensively investigated, and the 894T allele that results in glutamate to aspartate exchange at the position 298 of the eNOS enzyme, has been associated with cardiovascular diseases. However, the effects of 894T allele on muscle vasodilatation are unknown. We hypothesized that the reflex forearm blood flow responses during handgrip isometric exercise would be attenuated in individuals carrying the 894T allele. In addition, these responses would be mediated by impairment in nitric oxide availability and/or an increase in vasoconstrictor sympathetic nerve activity to skeletal muscle. To test the previous hypothesis, 287 volunteers were previously genotyped, and 33 healthy individuals selected to represent three genotypes: GG (n=15, age=43±3 years, BMI=22.9±0.3 kg/m2), GT (n=9, age=39±3 years, BMI=24.6±1.2 kg/m2) and TT (n=9, age=40±4 years, BMI=23.5±0.9 kg/m2). Heart rate (HR; ECG), mean blood pressure (MBP; oscillometric cuff) and forearm blood flow (FBF; venous occlusion plethysmography) were recorded for 3 minutes at baseline and 3 minutes during isometric handgrip exercise performed at 30% of maximal voluntary contraction. Baseline HR, MBP, FBF and forearm vascular conductance (FVC) were similar among GG (69±2 bpm; 91±3 mmHg; 1.81±0.09 ml.min-1.100 ml-1; 2.03±0.12 units, respectively), GT (69±4 bpm; 94±2 mmHg; 1.80±0.23 ml.min-1.100 ml-1; 1.90±0.24 units) and TT (63±3 bpm; 95±3 mmHg; 1.79±0.17 ml.min-1.100 ml-1; 1.89±0.17 units). FVC responses to exercise were significantly lower in TT ('delta'=0.07±0.14 units, P=.002) when compared with GG ('delta'=0.57±0.09 units) and GT ('delta'=0.64±0.20 units). To investigate the mechanisms underlying the lowered vasodilatation in TT genotype, we studied FBF during brachial intra-arterial infusion of L-NMMA (4 mg.min-1) and L- NMMA + phentolamine (4 mg.min-1 and 100µg.min-1, respectively) in a subset of 8 GG and 7 TT individuals. In addition, we directly measured muscle sympathetic nerve activity (MSNA) by means of microneurography. L-NMMA did not significantly change FVC responses to exercise in TT when compared with saline control infusion ('delta'=- 0.05±0.20 vs. -0.09±0.18 units). In contrast, L-NMMA significantly reduced FVC in GG xviii genotype ('delta'=0.79±0.14 vs. 0.14±0.09 units), and the difference between genotypes were no longer observed (P=.62). L-NMMA + phentolamine increased similarly FVC responses to exercise in GG and TT individuals ('delta'=1.16±0.26 vs. 0.56±0.24 units, respectively, P=.43). MBP and MSNA increased significant and similarly throughout experimental protocols in GG and TT genotypes. We concluded that G894T gene eNOS polymorphism is functionally associated with impaired reflex muscle vasodilatation to exercise. In addition, the attenuated vasodilatation responsiveness to exercise in individuals who are homozygous for the 894T allele of the eNOS gene seems to be primarily mediated by a reduced nitric oxide bioavailability, but not increase in MSNA / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular