Orientador: Benedicto de Campos Vidal / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_MarcelaAldrovani_D.pdf: 1521761 bytes, checksum: 9a7ab4633d89c9a2a2caa5f1bc35ce53 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Diabetes mellitus é uma doença crônica que afeta o metabolismo de lipídios, carboidratos e proteínas. Sua principal característica é a hiperglicemia devido à produção insuficiente de insulina ou a defeitos na resposta à insulina pelos tecidos periféricos. A hiperglicemia, quando muito acentuada, induz glicosilação não-enzimática de proteínas, que é responsável pela formação de produtos finais de glicosilação não-enzimática (AGEs) e de ligações cruzadas intermoleculares. Neste estudo, organização supramolecular, orientação espacial e propriedades ópticas foram investigadas em proteínas extracelulares da córnea e da aorta de camundongos diabéticos não-obesos (NOD) e não diabéticos (BALB/c). CÓRNEAS: Birrefringência e dicroísmo linear foram investigados em fibras colágenas do estroma corneal de camundongos NOD/Uni e BALB/c/Uni. A contribuição de proteoglicanos do estroma para as anisotropias da córnea também foi investigada. Retardo óptico foi medido em fibras colágenas de córneas intactas e seccionadas com 8 µm de espessura (sem coloração). Dicroísmo linear e índices dicróicos foram investigados em cortes de córnea corados com ponceau SS pH 2.5 e azul de toluidina pH 4.0, usando microespectrofotômetro de varredura e diferentes comprimentos de onda obtidos com régua monocromática. Análise morfológica das birrefringências revelou que fibras colágenas de camundongos NOD e BALB/c estão intercruzadas em vários planos espaciais e orientadas em mais que uma direção ao longo da trajetória corneal. Córneas de NOD apresentaram maiores valores de retardo óptico das birrefringências que o controle. Fibras colágenas coradas com ponceau SS apresentaram valores positivos de dicroísmo linear e índice dicróico. Esses valores foram maiores para as córneas de NOD. Após coloração com azul de toluidina, córneas de NOD e BALB/c apresentaram reação metacromática devido à presença de grupamentos aniônicos (glicosaminoglicanos de proteoglicanos) no estroma; e valores negativos de dicroísmo linear e índice dicróico. Não foi verificada diferença significativa entre córneas de NOD e BALB/c coradas com azul de toluidina. Esses resultados sugerem que o diabetes foi capaz de alterar as anisotropias ópticas da córnea, possivelmente por aumentar o empacotamento molecular das fibras colágenas. Entretanto, o diabetes não alterou a organização espacial dos proteoglicanos do estroma. AORTAS: Ocorrência de glicosilação não-enzimática foi verificada em aortas abdominais de camundongos NOD/Uni, usando azul de nitro-tetrazólio (NBT). Alterações moleculares e estruturais foram investigadas em lâminas elásticas e fibras colágenas, após colorações com cloreto de danzila e anilino-sulfato naftaleno (ANS). Alterações em auto-fluorescência e birrefringência arterial foram investigadas em aortas sem coloração. Proliferação de células musculares lisas também foi investigada em amostras coradas com a reação de Feulgen, usando microscopia confocal e análise de imagem. NBT demonstrou a formação de produtos de glicosilação (frutosamina) na matriz extracelular da aorta de NOD. Lâminas elásticas e fibras colágenas da aorta de NOD apresentaram fluorescência menos intensa que o controle, após colorações com cloreto de danzila e ANS. Entretanto, a auto-fluorescência arterial foi maior nos camundongos NOD. Análise da birrefringência revelou alterações no empacotamento molecular das fibras colágenas da aorta NOD. Nenhuma evidência de proliferação de células musculares lisas foi observada em aortas NOD coradas com a reação de Feulgen / Abstract: Diabetes mellitus is a chronic disorder of the carbohydrate, lipids and protein metabolism. A characteristic feature of this disorder is the hyperglycemia due to a deficient insulin production or to metabolic defects on its response in peripheral tissues. Hyperglycemia induces non-enzymatic glycosylation of proteins, which is responsible for advanced glycosylation end-products (AGEs), and intermolecular crosslinks reactions. In this study, supramolecular organization, spatial orientation and optical properties were investigated in extracellular proteins of the cornea and of the abdominal aorta from nonobese diabetic (NOD) mice and non-diabetic mice (BALB/c). CORNEAS: Birefringence and linear dichroism were investigated in corneal stroma collagen fibers from nonobese NOD/Uni mice and BALB/c/Uni mice. The contribution of stroma proteoglycans to optical anisotropies of the cornea was also investigated in NOD and BALB/c mice. Birefringence optical retardations were measured in stroma collagen fibers of unstained whole and sectioned (8 µm) corneas. Linear dichroism and dichroic ratios were investigated in cornea sections stained with ponceau SS pH 2.5 and toluidine blue pH 4.0, using scanning microspectrophotometer and different wavelengths that were obtained with a monochromator filter ruler. Morphological analysis of the birefringences revealed that NOD and BALB/c stroma collagen fibers are intercrossed in different spatial planes and oriented in more that one direction along the corneal trajectories. NOD corneas showed higher birefringence optical retardation values than the control. Ponceau SS-complexed collagen fibers showed positive linear dichroism and dichroic ratios values that were higher for NOD corneas. After staining with toluidine blue, NOD and BALB/c corneas showed metachromatic reaction verifying the presence of anionic groups (proteoglycan glycosaminoglycans) in the stroma, and negative linear dichroism values. No significant difference was observed between NOD and BALB/c corneas stained with toluidine blue. These results demonstrate that diabetes was capable of altering the optical anisotropies of the cornea, possibly to increase the number of intermolecular crosslinks in stroma collagen fibers, making them more crystalline and aggregate than the control. However, diabetes did not affect the spatial organization of the stroma proteoglycans. Nonenzymatic glycosylation was assessed in aorta extracellular matrix from NOD/Uni mice, using nitroblue tetrazolium (NBT). Molecular and structural changes were investigated in elastic lamellae and collagen fibers of diabetic mice aortas, after staining with dansyl chloride and anilinonaphthalene sulfonate (ANS). Alterations in arterial autofluorescence and birefringence of collagen fibers were investigated in unstained aortas. Smooth muscle cells proliferation was also investigated by confocal microscopy and image analysis, after Feulgen reaction. Assessment of nonenzymatic glycosylation demonstrated glycosylation products formation in the aorta extracellular matrix from NOD mice. Elastic lamellae and collagen fibers from diabetic aortas presented less intense fluorescence after staining with dansyl chloride and ANS when compared to controls. However unstained NOD aortas showed more intense autofluorescence when compared to controls. Birefringence analysis suggests alterations in the higher molecular packing of the arterial collagen fibers in diabetic aortas. In aortas stained by Feulgen reaction no evidence of smooth muscle cells proliferation was observed in diabetic aortas / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Introdução A visão tradicional afirma que as células miointimais responsáveis pela hiperplasia intimal derivam das células musculares lisas da média e que, através da mudança de seu fenótipo para um estado proliferativo, migram para a região intimal Esta visão tem sido contestada em algumas publicações que tem demonstrado o importante papel da adventícia na fisiopatologia da hiperplasia intimal. Objetivo: Analisar as alterações da estrutura da parede da aorta abdominal de suínos secundária a ressecção dos VV presentes na adventícia e no tecido conetivo Peri aórtico e avaliar se estas alterações se modificam com um período mais prolongado de isquemia da parede arterial. Material e método: Trata-se de um estudo experimental com uma série de dez suínos da raça Landrace , com idade entre 8 e12 semanas, pesando em torno de 20Kg. A aorta abdominal foi abordada por incisão retro peritoneal, o tecido Peri - aórtico contento os vasa vasorum e tecido gorduroso foi ressecado e este segmento de 1 cm envolvido por pericárdio bovino. Um grupo de animais foi sacrificado após 4 semanas e outro após 8 semanas. Os cortes histológicos foram corados com hematoxilina e coloração Weigert para identificar melhor as fibras elásticas. Foram analisados o processo inflamatório, neovascularização e a degeneração da camada media assim como a presença de hiperplasia e fibrose subendotelial. Resultado: Em ambas as coortes havia espessamento importante de todo o tecido Peri aórtico e do endotélio. Na coloração com H/E se identificava processo inflamatório moderado a intenso junto ao pericárdio em todos os casos. No grupo de 04 semanas o processo inflamatório e a neovascularização envolvia apenas o 1/3 externo da média e não se observava hiperplasia endotelial ou fibrose subendotelial evidentes. Já no grupo de 8 semanas havia uma progressão do grau de inflamação e neovascularização acentuada envolvendo mais de 2/3 da camada média da artéria. Neste grupo de 08 semanas observa - se hiperplasia endotelial focal, fibrose subendotelial e desestruturação da camada media e duplicação da lamina elástica interna.Conclusão : em nosso estudo, confirmamos que a isquemia da parede vascular secundária a interrupção do fluxo pelos VV mesmo sem lesão da adventícia gerou uma desestruturação da camada média , neovascularização acentuada, fibrose subendotelial e hiperplasia intimal que progride ao longo das 8 semanas. Estes resultados tem implicações práticas para o cirurgião vascular e endovascular, podendo contribuir para um melhor entendimento das re-estenoses secundárias à dissecção arterial nas cirurgias abertas e lesão por estiramento da parede nos procedimentos endovasculares.

Orientador: Wilson Nadruz Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-22T22:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cipolli_JoseAlexandreAddeo_D.pdf: 1894085 bytes, checksum: feaa70799935fe151af270ee9d8ad0af (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A dilatação da raiz da aorta é observada mais frequentemente em indivíduos hipertensos e está associada de modo independente à hipertrofia do ventrículo esquerdo. Embora a estrutura do ventrículo esquerdo tenha determinantes gênero-específicos, ainda se desconhece a existência de diferenças ligadas ao sexo nos preditores do diâmetro da raiz da aorta em indivíduos portadores de hipertensão arterial. Nós avaliamos 438 pacientes hipertensos com hipertrofia do ventrículo esquerdo (266 mulheres e 172 homens) através de exame clínico, antropometria, parâmetros laboratoriais, hemodinâmicos e inflamatórios, exame de fundo de olho e ecocardiograma. Mulheres com dilatação da raiz da aorta tiveram maior débito cardíaco (p=0,0004), menor resistência vascular periférica (p=0,009), maior prevalência de regurgitação aórtica leve (p=0,02) e maior circunferência abdominal (p=0,04), enquanto homens com dilatação da raiz da aorta apresentaram maior prevalência de hipertrofia concêntrica do ventrículo esquerdo (p=0,0008), de regurgitação aórtica leve (p=0,005) e maiores níveis de Proteína C-reativa (p=0,02), quando comparados com sujeitos do mesmo sexo e sem dilatação da raiz da aorta. Entre as mulheres, a dilatação da raiz da aorta associou-se ao débito cardíaco, circunferência abdominal e regurgitação aórtica moderada, em um modelo de análise multivariada que incluía como variáveis independentes: idade, superfície corpórea, altura, índice de massa ventricular, HOMA (homeostasis model assessment), pressão arterial diastólica, menopausa e uso de anti-hipertensivos. Por outro lado, a dilatação da raiz da aorta associou-se a espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo, Proteína C-reativa e regurgitação aórtica leve, sem contribuição de pressão arterial diastólica, altura, superfície corpórea, índice de massa ventricular, resistência vascular periférica e uso de anti-hipertensivos em homens. Em conjunto, esses resultados sugerem que a sobrecarga de volume e a obesidade central podem desempenhar um papel significativo na fisiopatogênese da dilatação da raiz da aorta nas mulheres hipertensas com hipertrofia de ventrículo esquerdo, enquanto o aumento da raiz da aorta nos homens hipertensos com hipertrofia de ventrículo esquerdo está mais associado a parâmetros inflamatórios e ao crescimento das células miocárdicas / Abstract: Aortic root (AoR) dilatation is more frequently observed in hypertensive individuals and is independently associated with left ventricular (LV) hypertrophy. Although the LV structure has sex-specific predictors, it remains unknown whether there are gender-related differences in the determinants of AoR size. We carried out a cross-sectional analysis of clinical, laboratory, anthropometric, funduscopic and echocardiographic features of 438 hypertensive patients with LV hypertrophy (266 women and 172 men). Women with enlarged AoR had higher cardiac output (P=0.0004), decreased peripheral vascular resistance (P=0.009), higher prevalence of mild aortic regurgitation (P=0.02) and increased waist circumference (P=0.04), whereas AoR-dilated men presented with a higher prevalence of concentric LV hypertrophy (P=0.0008) and mild aortic regurgitation (P=0.005) and increased log C-reactive protein levels (P=0.02), compared with sex-matched normal AoR subjects. In women, AoR dilatation associated with cardiac output, mild aortic regurgitation and waist circumference in a multivariate model including age, body surface area, height, homeostasis model assessment index, LV mass index, diastolic blood pressure, menopause status and use of antihypertensive medications as independent variables. Conversely, AoR dilatation associated with LV relative wall thickness, log C-reactive protein and mild aortic regurgitation without contributions from diastolic blood pressure, height, body surface area, LV mass index, peripheral vascular resistance and antihypertensive medications in men. Taken together, these results suggest that both volume overload and abdominal obesity are related to AoR dilatation in hypertensive women, whereas AoR enlargement is associated more with inflammatory and myocardial growth-related parameters in hypertensive men with LV hypertrophy / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

Orientador : Jose Lopes de Faria / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-07-14T13:45:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LacordaireLopesde_D.pdf: 4035996 bytes, checksum: 62ac94e8a6327d4ae050adb656439a19 (MD5) Previous issue date: 1976 / Resumo: Neste trabalho foram empregados 29 coelhos da raça "Norfolk cross", divididos em 3 grupos: I. controles, 7 animais; II. com dieta de colesterol, 7 animais e III. com dieta de colesterol e colapso ortostático, 15 animais. A duração da experiência foi entre 4 e 11 semanas. Todos os animais receberam uma ração estandardizada, própria para coelhos. O colesterol foi administrado por sonda gástrica em dias alternados e em quantidade em torno de 1g, durante todo o período de experimentação. Semanalmente retirava-se sangue para a dosagem de colesterol total no soro e procurava-se manter o nível de colesterol em torno de 3 a 4 vezes o valor normal. O colapso ortostático foi produzido uma semana após o início da dieta de colesterol. Os animais foram sacrificados com uma pancada na nuca, seguida de secção dos vasos do pescoço. A necropsia foi imediata, tendo sido retirada toda a aorta e fixada durante 24 horas. A seguir ela foi corada pelo sudão IV para o exame macroscópico. De cada segmento da aorta foram retirados fragmentos transversos para cortes em congelação a fim de serem corados pelo sudão IV-propileno glicol; também do fígado foi feito um corte em congelação e corado pela mesma técnica. Toda a sobra dos fragmentos da aorta e as porções dela restantes foram incluídas em parafina, cortadas e feitas as várias colorações. Para o estudo histoquímico enzimático,utilizaram-se 8 coelhos, sendo 3 do grupo I, 2 do grupo II e 3 do grupo III. Para tanto, toda a aorta ascendente e o arco eram cortados e congelados imediatamente após a retirada da aorta em nitrogênio líquido e, a seguir, procederam-se os diversos métodos para as enzimas. Não houve depósito lipídico na íntima da aorta de todos os coelhos normais, sem dieta de colesterol, em contraposição a todos os coelhos que receberam colesterol. Nestes, houve depósito em todos, de freqüência decrescente na aorta em sentido distal. Os coelhos dos grupos I e II mostraram lacunas na camada média de mesma constituição e freqüência. Entretanto, nos coelhos do grupo III, por causa do colapso, houve, além de áreas mais extensas de necrose, maior freqüência destas lacunas na aorta descendente. Em todos os grupos as lacunas da média diminuíram de freqüência em sentido distal. Na íntima da aorta, nos 3 grupos de animais, ocorreram espessamentos de intensidade variada, geralmente freqüentes, diminuindo, porém, irregularmente, no sentido distal da aorta. Estes espessamentos são de constituição histológica semelhante, hiperplásicos, diferindo apenas os espessamentos pelo depósito de lípides. O estudo histoquímico enzimático pela fosfatase ácida, lipase-esterase, ATPase e DPN diaforase permitiu a caracterização dos tipos celulares dos espessamentos da íntima / Abstract: Not informed / Doutorado / Doutor em Anatomia Patologica

The objective of this research is to experimentally investigate the flow characteristics past a bileaflet mechanical heart valve (BMHV) in an anatomical model of the aorta. The measurements were made within a mock circulation loop that produced physiological pressure and flow conditions of the aorta. The velocity was measured upstream and downstream of the valve at single points using laser Doppler velocimetry and on planes using planar particle image velocimetry. Viscous and turbulent stresses were evaluated as indicators of potential blood damage. Measurements were first made with a BMHV mounted at the inlet of an axisymmetric channel, which was similar in geometry to channels previously used, and then with the BMHV mounted at the inlet of an anatomical model of the aorta. By comparing these results, the effects of the anatomical shape of the aorta on the flow past the valve were determined. It was found that the level of turbulence past the valve was significantly greater in the axisymmetric model and that the shape of the anatomical aortic sinus, in particular, was effective in reducing turbulence. Additionally, measurements with the valve mounted in three orientations at the inlet of the anatomical aorta showed that the turbulence and the viscous stresses past the valve were lower when the valve was positioned such that its line of symmetry was parallel with the plane of aorta curvature than when it was normal to it. It was further found that flow in the right coronary artery was highest when the valve was positioned with its central orifice aligned with the opening to this artery. The results of this research may be used to assist surgeons in choosing the best implantation orientation of a BMHV.

A recent focus in the biomedical engineering field has been on developing models of in-vivo tissue responses to help better predict aortic wall mechanics, through numerical methods and simulation, towards improved prediction of aortic wall rupture. The structural influence of both collagen and elastin, integral components within the aortic wall, has been studied and is largely understood, but the contribution of glycosaminoglycans (GAGs) is still unclear. While it has been suggested that the swelling properties of GAGs may participate in the regulation of residual stresses in the aortic wall, whether or not GAGs affect the mechanical properties of the aortic wall is completely unknown. The present study was divided into two experiments: Experiment 1 (n=9) utilized planar biaxial testing to characterize arterial wall mechanics in native porcine aortas. The results of Experiment 1 highlight: (i) decreased tissue thickness moving distally, away from the heart; (ii) increased stiffness from the ascending aorta to the thoracic descending aorta; (iii) no difference in morphometry or stress-strain behaviour between samples excised from the anterior, posterior, and/or left and right lateral walls. Experiment 2 (n=8) employed identical testing parameters to characterize partial and fully enzymatically GAG-depleted tissue, to determine the influence of this macromolecule on aortic wall mechanics. The results of Experiment 2 highlight: (i) GAG content in the porcine aorta does not affect tissue mechanical properties measured from biaxial testing; (ii) enzymatic removal of GAGs does not influence morphometric parameters, including thickness and area. These findings will contribute to improving the fundamental understanding of aortic tissue mechanics by helping to determine the relationship between spatial dependency and mechanical response, and the relationship between individual aortic wall constituents and the overall mechanical behaviour of the aorta.

The influence of the membrane environment on the α1-adrenoceptor has been investigated by examining the effect of phospholipase digestion on the binding of [3H]prazosin to aortic and hepatic membranes. Membrane digestion by phospholipase A2 and phospholipase C was found to markedly reduce prazosin binding to the α1-adrenoceptor whereas phospholipase D had comparatively little effect. In addition, there were differences between membrane preparations since the aortic α1-adrenoceptor was less sensitive to phospholipase A2 and phospholipase C than the hepatic receptor. The results support a major role for hydrophobic groups and the negatively charged, hydrophilic phosphate moiety of phospholipids in the interaction between prazosin and the α1-adrenoceptor.

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Arterial mechanical properties have received increasing attention in the past few decades due to their vast effect on predicting cardiovascular diseases and injuries. The heterogeneity of thoracic aortic tissue was characterized in terms of viscoelastic material properties and correlations were obtained between these properties and tissue morphology. Additionally, the effect of material preservation on the material properties was determined. Changes in the mechanical properties of porcine thoracic aorta wall in the radial direction were characterized using a quasi-linear viscoelastic modeling of nanoindentaiton tests. Two layers of equal thickness were mechanically distinguishable in descending aorta based on the radial variations in the instantaneous Young's modulus E and reduced relaxation function G(t). Overall, comparison of E and Ginf of the outer half (70.27±2.47 kPa and 0.35±0.01) versus the inner half (60.32±1.65 kPa and 0.33±0.01) revealed that the outer half was stiffer and showed less relaxation. The results were used to explain local mechanisms of deformation, force transmission, tear propagation and failure in arteries. A multimodal and multidisciplinary approach was adopted to characterize the transmural morphological properties of aorta. The utilized methods included histology and multi-photon microscopy for describing the wall micro-architecture in the circumferential-radial plane, and Fourier-Transform infrared imaging spectroscopy for determining structural protein, and total protein content. The distributions of these quantified properties across the wall thickness of the porcine descending thoracic aorta were characterized and their relationship with the mechanical properties was determined. It was revealed that there is an increasing trend in mechanical stiffness, Elastic lamella Density (ELD), Structural Protein (SPR), Total Protein (TPR), and Elastin and Collagen Circumferential Percentage (ECP and CCP) from inner layers toward the outer ones. Finally two larger regions with equal thickness (inner and outer halves) were determined based on cluster analysis results of ELD which were in agreement with the cluster analysis of instantaneous Young's modulus. Changes to the local viscoelastic properties of fresh porcine thoracic aorta wall due to three common storage temperatures (+4 oC, -20 oC and -80 oC) within 24 hours, 48 hours, 1 week and 3 weeks were characterized. The changes to both elastic and relaxation behaviors were investigated considering the multilayer, heterogeneous nature of the aortic wall. For +4 oC storage samples, the average instantaneous Young's modulus (E) decreased while their permanent average relaxation amplitude (Ginf) increased and after 48 hours these changes became significant (10%, 13% for E, Ginf respectively). Generally, in freezer storage, E increased and Ginf showed no significant change. In prolonged preservation (> 1 week), the results of +20 oC storage showed significant increase in E (20% after 3 weeks) while this increase for -80 oC was not significant, making it a better choice for tissue cold storage applications. Results from this dissertation present a substantial step toward the anatomical characterization of the aortic wall building blocks and establishing a foundation for understanding the role of microstructural components on the functionality of blood vessels. A better understanding of these relationships would provide novel therapeutic targets and strategies for the prevention of human vascular disease. / Mechanical Engineering