INTRODUÇÃO: A litíase biliar é uma doença do trato digestivo que apresenta prevalência variada em diferentes grupos étnicos e que gera altos gastos aos sistemas de saúde. A possibilidade de aplicação de tratamento não invasivo medicamentoso está direcionada a presença de cálculo de colesterol o que leva a necessidade de identificar corretamente os pacientes que podem beneficiar-se com o tratamento. No Brasil estima-se uma prevalência da doença em 9,3% da população em geral. Porém, ainda não há estudos que demonstrem a composição de cálculo de colesterol e pigmentos nos pacientes, bem como não há estudos de análise dos lipídios biliares e sua relação com os mecanismos fisiopatológicos da doença. Nossos objetivos foram analisar a composição do cálculo e da bile e compará-la com fatores pré-dispositivos da doença como tempo de nucleação e hiper saturação de colesterol em pacientes brasileiros. MÉTODOS: Foram analisadas 72 amostras de bile vesicular e cálculo biliar de pacientes com litíase biliar submetidos a procedimento cirúrgico laparoscópico em diferentes hospitais da grande São Paulo. Quatorze amostras de bile vesicular de pacientes que foram submetidos à laparoscopia por problemas gastrointestinais, mas que não apresentavam litíase biliar foram usadas como controle. Foram realizadas análises bioquímicas para avaliar a composição dos cálculos e da bile. Os cálculos foram analisados de acordo com a porcentagem de colesterol e bilirrubina em relação ao peso total do cálculo. A concentração dos ácidos biliares foi determinada pela técnica HPLC. O índice de saturação do colesterol foi calculado de acordo com a metodologia descrita por Carey. O tempo de nucleação foi avaliado através de microscopia de luz polarizada durante 21 dias. RESULTADOS: No grupo de pacientes com litíase biliar, 48 eram do sexo feminino (66,7%) e a média de idade foi 54,1 anos ± 13,1 (mínima de 18 anos e máxima de 75 anos). Do total de cálculos analisados (n=72) 75% foram classificados como cálculo de colesterol e 25% como cálculo de bilirrubina. A bile dos pacientes com cálculo de colesterol apresentou menor concentração de fosfolipídios p<0,05), maior índice de saturação de colesterol (p<0,001), menor tempo de nucleação (p<0,05) e maior concentração de ácido deoxicólico (p<0,05) quando comparada com a bile de pacientes controle. CONCLUSÕES: Os nossos resultados mostraram que a composição dos cálculos não foi homogênea na nossa amostra. Análise da bile mostrou-se semelhante aos trabalhos encontrados na literatura, os fatores litogênicos estavam presentes na bile dos pacientes com cálculo de colesterol e mostraram-se precursores eficientes para formação do cálculo / Introduction: Gallstone disease represents a prevalent and costly health problem. The changing epidemiology and the emerging non-surgical interventions for gallstone disease necessitate the definition of target populations for future therapies. The prevalence of biliary lithiasis in Brazil is around 9,3% of the general population with more than 20 years old, however it is necessary investigative studies to determine the composition of the gallstones and the correlation between bile lipids and disease physiopathology factors. Objectives: This study aimed to define patterns of gallstone composition and evaluate the biliary predictors factors of gallstone disease as nucleation time and cholesterol saturation index in Brazilian patients. Methods: Seventy two post- cholecystectomy gallstone specimens and gallbladder bile were obtained from different hospitals of the city of Sao Paulo. Fourteen gallbladder bile samples were obtained as control samples, from patients who underwent laparoscopic surgery due to gastrointestinal symptoms without gallbladder disease. Biochemistry analyses were performed to determine the composition of the gallstones and bile. Gallstones were classified according to their cholesterol and bilirrubin content linked with their dry weight. The concentration of bile salts was evaluated by HPLC technique. The cholesterol saturation index (CSI) was calculated in accordance with Carey methods. The nucleation time was evaluated by polarized light microscopy during 21 days. Results: There were 48 women and 22 men in the Gallbladder disease patients group. The mean age of the patients were 54,1 ± 13,1 years old (range 18 75 years old). Cholesterol stones were found in 75% of the stones. The bile of the cholesterol gallstone patients presented lower concentration of phospholipids (p<0,05), higher CSI (p<0,001), lower nucleation time (p<0,05) and higher concentration of deoxicholic acid (p<0,05) when compared with control group. Conclusions: Our results showed the composition of gallstones in our samples was not homogeneous. The analysis of bile is in accordance with literary findings and the lithogenic factors were presented in the bile of patients with cholesterol gallstones and they seem to be effective predictors factors for the gallstone formation in our population

Atualmente, as pesquisas sobre a as células epiteliais biliares expressam uma grande quantidade de conexina 43. O presente estudo avaliou influência do genótipo de camundongos Cx 43 +/- ou Cx 43 +/+, sobre a hiperplasia de ductos biliares, após a ligação do ducto biliar comum (colédoco). Neste estudo, foram utilizados seis grupos de camundongos BALB/c fêmeas de ambos os genótipos, que foram submetidos à ligação do ducto biliar com fio de seda por meio de procedimento cirúrgico, sendo eutanasiados nos tempos de 48 horas, 7 e 14 dias. Aproveitando-se o campo microscópico, cinco estruturas hepáticas: hepatócitos, arteríolas, vênulas, ductos biliares e veia centrolobular foram quantificados para verificar a existência de possível diferença entre os genótipos. Observou-se na análise quantitativa, diferença significante somente quanto ao número de vasos sanguíneos entre os dois grupos, sendo que as outras estruturas hepáticas quantificadas não apresentaram diferenças significativas. A proliferação celular foi avaliada pela técnica western blot para a proteína PCNA (Proliferation Cell Nuclear Antigen), somente dos grupos de 48 horas pós-cirúrgico, quando ocorre o pico de proliferação. Quanto à análise quantitativa do western blot, não houve diferenças significativas quanto ao genótipo. Já na das bandas protéicas, observou-se maior concentração nos camundongos controle, indicando maior número de células em divisão. / The goal in this study was evidence, after duct biliar common ligation (coledoco), using mice geneticly modified with connection in one of the alels to connexin 43 (Cx 43+/-) and comparing them to the group control (Cx 43+/+), in order to find out the participation of this protein, even though the epithelials biliary cells express a big quantity of cx 43. The experimental outline were made up of three mice groups BALB/c females of different genotypes which were subdued to surgery procedure using a wire of silk 3.0 and euthanased in each 48 hours during 7 to 14 days. Also using the microscopic view the fives hepatics structures such as, hepatocites, arterioles, veins, bile ductules and centrelobular vein were quantified, trying to obtain possible differences among the genetypes and to do the qualification of protein concentration was used the western blot to PCNA in order to compare the cells divided in 48 hours. It has observed in the quantitative analysis, strong difference only in the blood vein number among the two groups, however the orders quantitative hepatics structures did not present strong differences. About the quantitative analysis related to western blot did not have strong differences in the genotype, and finally in the proteic staff it has observed bigger concentration in the mice control showing bigger number of cells in division.

Base teórica: A Síndrome Hepatopulmonar (SHP) caracteriza-se por uma tríade clínica que inclui doença hepática, anormalidades em trocas gasosas e presença de dilatações vasculares pulmonares, sendo a obstrução prolongada do ducto biliar utilizada em modelos experimentais de cirrose biliar secundária que leva a reações inflamatórias agudas, podendo, ainda, ocasionar alterações sistêmicas. Animais com cirrose induzida experimentalmente por ligadura de ducto biliar (LDB) apresentam aumento do estresse oxidativo no tecido hepático, mas a inter-relação com o tecido pulmonar ainda não está bem esclarecida. O estresse oxidativo desempenha papel central na patogênese e na progressão de doenças crônicas, e o uso de antioxidantes tem sido proposto como agente terapêutico para compensar danos sistêmicos e hepáticos. Em estudos em que a utilização da melatonina foi comparada com a utilização de outros antioxidantes conhecidos como as vitaminas C e E, tal componente mostrou-se mais eficiente na redução do estresse oxidativo/nitrosativo, demonstrando que a melatonina atua como potente antioxidante. Objetivo: A presente tese teve como objetivo investigar o efeito do antioxidante Melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. Métodos: O trabalho está dividido em três partes: Parte I- Artigo de revisão intitulado “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” enviado para publicação no periódico European Medical Journal; Parte II- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, enviado para o periódico Jornal de Pneumologia; Parte III- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido hepático e pulmonar em animais com síndrome hepatopulmonar por ligadura do ducto biliar”, a ser enviado para o periódico Digestive Diseases and Sciences. Foi utilizado o modelo de cirrose biliar secundária, induzida pelo modelo de ligadura de ducto biliar (LDB), com ratos machos Wistar, pesando ± 300 gramas, divididos em quatro grupos: CO (controle), CO+MLT, SHP e SHP+MLT. Os animais foram tratados com MLT a partir do 15° dia e com LDB até o 28° dia. No 29° dia, mediante administração de fármacos anestésicos, foram coletados sangue, fígado, pulmão e fêmur. Resultados: Nos artigos II e III, ao se avaliar as transaminases, observou-se aumento significativo nas enzimas ALT, AST e FA no grupo SHP quando comparadas aos grupos controles, o que determina a presença de doença hepática. Posteriormente à administração da 7 melatonina, houve diminuição significativa do grupo SHP+MLT quando comparado ao grupo SHP na avaliação da lipoperoxidação, atividade das enzimas Catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa Peroxidade (GPx), bem como na de Nitritos/Nitratos (NO2/NO3) e no sistema inflamatório, quando da avaliação da expressão da Óxido Nítrico Sintase Induzível (iNOS) e da região p65 do fator de transcrição nuclear-kB (NF-kB). Também houve diferença na gasometria arterial e na histologia do tecido pulmonar pelas técnicas de Hematoxilina e Eosina e Picrosírius, especialmente no diâmetro dos vasos pulmonares. Ao avaliar o dano ao DNA pelo Ensaio Cometa, foi observado aumento do índice e da frequência de dano no grupo SHP, com redução após o uso da MLT. Conclusão: Os resultados sugerem efeito protetor da melatonina no tecido hepático e pulmonar, no modelo de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. / Background: Hepatopulmonary syndrome (HPS) is clinically characterized by a combination of liver disease, gas exchange abnormalities, and pulmonary vascular dilation. Prolonged biliary duct obstruction was used in experimental models of secondary biliary cirrhosis leading to acute inflammatory reactions and possibly to systemic changes. Animals with cirrhosis experimentally induced by biliary duct ligation (BDL) showed increased oxidative stress in liver tissue, but the lung tissue has not been investigated yet. Oxidative stress has a key role in the pathogenesis and progression of chronic diseases, and antioxidants have been proposed as therapeutic agents to compensate for systemic and liver damages. In studies comparing melatonin with other known antioxidants such as vitamins C and E, melatonin was found to be more efficient in reducing oxidative/nitrosative stress, showing that it is a potent antioxidant. Objective: The present doctoral dissertation aimed to investigate the effect of the antioxidant melatonin on lung and liver tissues in an experimental model of BDL-induced HPS. Methods: This dissertation is divided into three parts: Part I consists of the review article entitled “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” which was submitted to the European Medical Journal; Part II consists of the original article entitled “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, which was submitted to Jornal de Pneumologia; and Part III consists of the original article entitled “Effects of melatonin on liver and lung tissues of animals with bile duct ligation-induced hepatopulmonary syndrome”, which will be submitted to Digestive Diseases and Sciences. A model of secondary BDL-induced biliary cirrhosis was used in male Wistar rats weighing ± 300 g and divided into four groups: control group (CG), CG+MLT, HPS, and HPS+MLT. Animals were treated with MLT or vehicle from day 15 to day 28 after BDL. On day 29, blood, liver, lung, and femur samples were collected after the administration of anesthetic drugs. Results: As for transminases, papers II e III found that there was a significant increase in enzymes ALT, AST e FA in the HPS group compared with the control groups, which indicates the presence of liver disease. The administration of melatonin led to a significant decrease in the HPS group compared with the control groups with regard to the following variables: lipid peroxidation; catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase activity; nitrite/nitrate ratio; and inducible nitric oxide synthase and p65 region of nuclear factor kappa B. There were also differences in blood gas analysis and histology of lung tissues as assessed by hematoxylin and eosin (HE) and picrosirius red staining, especially in the diameter of pulmonary vessels. The comet assay revealed an increase the index and frequency of DNA damage in the HPS group compared with the control groups, but these parameters were reduced with the use of melatonin in the HPS+MLT group. Conclusion: Results suggest that melatonin has a protective effect in liver and lung tissues using a BLD-induce HPS model.

Atualmente, as pesquisas sobre a as células epiteliais biliares expressam uma grande quantidade de conexina 43. O presente estudo avaliou influência do genótipo de camundongos Cx 43 +/- ou Cx 43 +/+, sobre a hiperplasia de ductos biliares, após a ligação do ducto biliar comum (colédoco). Neste estudo, foram utilizados seis grupos de camundongos BALB/c fêmeas de ambos os genótipos, que foram submetidos à ligação do ducto biliar com fio de seda por meio de procedimento cirúrgico, sendo eutanasiados nos tempos de 48 horas, 7 e 14 dias. Aproveitando-se o campo microscópico, cinco estruturas hepáticas: hepatócitos, arteríolas, vênulas, ductos biliares e veia centrolobular foram quantificados para verificar a existência de possível diferença entre os genótipos. Observou-se na análise quantitativa, diferença significante somente quanto ao número de vasos sanguíneos entre os dois grupos, sendo que as outras estruturas hepáticas quantificadas não apresentaram diferenças significativas. A proliferação celular foi avaliada pela técnica western blot para a proteína PCNA (Proliferation Cell Nuclear Antigen), somente dos grupos de 48 horas pós-cirúrgico, quando ocorre o pico de proliferação. Quanto à análise quantitativa do western blot, não houve diferenças significativas quanto ao genótipo. Já na das bandas protéicas, observou-se maior concentração nos camundongos controle, indicando maior número de células em divisão. / The goal in this study was evidence, after duct biliar common ligation (coledoco), using mice geneticly modified with connection in one of the alels to connexin 43 (Cx 43+/-) and comparing them to the group control (Cx 43+/+), in order to find out the participation of this protein, even though the epithelials biliary cells express a big quantity of cx 43. The experimental outline were made up of three mice groups BALB/c females of different genotypes which were subdued to surgery procedure using a wire of silk 3.0 and euthanased in each 48 hours during 7 to 14 days. Also using the microscopic view the fives hepatics structures such as, hepatocites, arterioles, veins, bile ductules and centrelobular vein were quantified, trying to obtain possible differences among the genetypes and to do the qualification of protein concentration was used the western blot to PCNA in order to compare the cells divided in 48 hours. It has observed in the quantitative analysis, strong difference only in the blood vein number among the two groups, however the orders quantitative hepatics structures did not present strong differences. About the quantitative analysis related to western blot did not have strong differences in the genotype, and finally in the proteic staff it has observed bigger concentration in the mice control showing bigger number of cells in division.

Objetivos: evaluar la eficacia del análisis celular y del control del flujo de secreción lipídica biliar seriado en el control postoperatorio y en el diagnóstico precoz en las complicaciones del injerto en el paciente con trasplante ortotópico de hígado. Material y métodos: se han estudiado 40 pacientes portadores de tubo de Kehr, divididos en dos grupos: grupo control (15 pacientes intervenidos por coledocoliatiasis) y grupo trasplante (25 pacientes con 29 trasplantes hepáticos: 16 con evolución normal, 4 con fallo primario del injerto que requirieron retrasplante, 6 con rechazo y 3 con sepsis), a los que diariamente se les controlaba clínica y analíticamente.

Thesis (M.Sc. (Physiology))--Mahidol University, 1982.

Introdução: A atresia biliar (AB) inclui obstrução completas das vias biliares extra-hepáticas e uma colangiopatia intra-hepática progressiva, cirrogênica. A natureza da colangiopatia destes processos permanece obscura. Uma arteriopatia levando a colangiopatia isquêmica explicaria a natureza progressiva da lesão biliar. A imunolocalização do fator de crescimento endotelial vascular A (VEGFA) em ramos arteriais e ductos biliares intra-hepáticos e do porta hepatis dos pacientes com AB sugere isquemia nestas estruturas. A ocorrência de hipóxia hepatobiliar na AB necessita ser esclarecida. Objetivo: Determinar a presença de hipóxia nos fígados de pacientes com AB, analisando a expressão gênica dos fatores induzidos por hipóxia (HIF) -1α e -2α. Métodos: Estudo de amostras de biópsias em cunha coletadas na laparotomia exploradora de pacientes com AB isolada sem IgM+ para citomegalovírus (n= 32) comparando com lactentes com colestase intra-hepática (CIH, n= 09), pareados por idade. Uma amostra foi ultracongelada (análise molecular) e outra, parafinizada (análises histológica e imunoistoquímica). Por PCRq, usando sondas TaqMan®, avaliaram-se as expressões gênicas de: HIF1-α, HIF2-α, proteína quimiotática de monócitos 1 (MCP1) (marcador de fibrose biliar), citoqueratina 19 (CK19) (marcador de colangiócitos). O gene normalizador foi 18S ribossômico. Por morfometria, foram quantificadas as extensões de fibrose e reação ductular. Dados clínico-laboratoriais foram prospectivamente coletados. Resultados: O grupo AB, comparado à CIH, apresentou maior expressão de HIF1-α e HIF2-α. No grupo AB, a expressão do HIF1-α correlacionou-se positivamente com a bilirrubina total (BT) sérica. Dois subgrupos de AB foram detectados quanto à expressão dos HIFs: alta (hiHIF, expressão 3x maior que a mediana da CIH) e baixa (loHIF). Pacientes hiHIF-1α eram mais velhos e com maiores níveis de BT e bilirrubina direta (BD) que loHIF-1α. O subgrupo hiHIF-2α apresentou expressão de CK19 inferior a do loHIF-2α. As demais variáveis foram semelhantes nos subgrupos HIFs. Conclusão: Na AB ocorre hipóxia tecidual hepática. Os dados sugerem a existência de hipóxia tecidual progressiva nos fígados afetados pela AB, associada ao desaparecimento de ductos biliares e à piora do quadro obstrutivo biliar. / Background: Biliary atresia (BA) includes a complete obstruction of the extrahepatic biliary tract and progressive intrahepatic cholangiopathy, and the nature of these processes remains unclear. An arteriopthy, leading to an ischemic cholangiopathy, can be involved. The immunolocalization of vascular endothelial growth factor A (VEGFA) in arterial branches and bile ducts both within the liver and at porta hepatis from patients with BA suggests ischemia in these structures. The occurrence of hypoxia in the hepatobiliary system in BA needs to be elucidated. Aim: To determinate the presence of hypoxia in the livers from patients with BA, by analyzing the gene expression of hypoxia-inducible factor (HIF) -1α and -2α. Methods: Liver biopsy specimens collected at exploratory laparotomy of age-matched patients with isolated, cytomegalovirus IgM-negative BA (n=32) and intrahepatic cholestasis (IHC, n=9) were evaluated. A sample was ultrafrozen (molecular analysis) and the other was paraffin-embedded (for histological and morphometric analyzes). Gene expression of: HIF-1α, HIF-2α, monocyte chemoattractant protein 1 (MCP1) (biliary fibrosis marker) and cytokeratin 19 (CK19) (cholangiocyte marker) were evaluated by PCRq using TaqMan® probes. The normalizing gene was 18S ribosomal. The extents of fibrosis and ductular reaction were assessed by morphometry. Clinical and laboratory data were prospectively collected. Results: There was higher HIF-1α and HIF-2α expression in BA in comparison with IHC. In BA, the HIF-1α expression was positively correlated with total serum bilirubin (TB). Two groups were observable in BA regarding HIFs: higher (hiHIF, considering as cutoff point a value higher than 3x the median of expression in IHC) and lower (loHIF). Patients with hiHIF-1α were older and presented increased levels of TB and direct-reacting serum bilirubin (DB) than loHIF-1α. Patients with hiHIF-2α presented CK19 expression lower than in loHIF-2α. The other variables were similar in subgroups HIFs. Conclusion: In BA there is hypoxia in the liver tissue, which seems to be progressive and associated with the disappearance of bile ducts and worsening biliary obstruction.

Base teórica: A Síndrome Hepatopulmonar (SHP) caracteriza-se por uma tríade clínica que inclui doença hepática, anormalidades em trocas gasosas e presença de dilatações vasculares pulmonares, sendo a obstrução prolongada do ducto biliar utilizada em modelos experimentais de cirrose biliar secundária que leva a reações inflamatórias agudas, podendo, ainda, ocasionar alterações sistêmicas. Animais com cirrose induzida experimentalmente por ligadura de ducto biliar (LDB) apresentam aumento do estresse oxidativo no tecido hepático, mas a inter-relação com o tecido pulmonar ainda não está bem esclarecida. O estresse oxidativo desempenha papel central na patogênese e na progressão de doenças crônicas, e o uso de antioxidantes tem sido proposto como agente terapêutico para compensar danos sistêmicos e hepáticos. Em estudos em que a utilização da melatonina foi comparada com a utilização de outros antioxidantes conhecidos como as vitaminas C e E, tal componente mostrou-se mais eficiente na redução do estresse oxidativo/nitrosativo, demonstrando que a melatonina atua como potente antioxidante. Objetivo: A presente tese teve como objetivo investigar o efeito do antioxidante Melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. Métodos: O trabalho está dividido em três partes: Parte I- Artigo de revisão intitulado “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” enviado para publicação no periódico European Medical Journal; Parte II- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, enviado para o periódico Jornal de Pneumologia; Parte III- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido hepático e pulmonar em animais com síndrome hepatopulmonar por ligadura do ducto biliar”, a ser enviado para o periódico Digestive Diseases and Sciences. Foi utilizado o modelo de cirrose biliar secundária, induzida pelo modelo de ligadura de ducto biliar (LDB), com ratos machos Wistar, pesando ± 300 gramas, divididos em quatro grupos: CO (controle), CO+MLT, SHP e SHP+MLT. Os animais foram tratados com MLT a partir do 15° dia e com LDB até o 28° dia. No 29° dia, mediante administração de fármacos anestésicos, foram coletados sangue, fígado, pulmão e fêmur. Resultados: Nos artigos II e III, ao se avaliar as transaminases, observou-se aumento significativo nas enzimas ALT, AST e FA no grupo SHP quando comparadas aos grupos controles, o que determina a presença de doença hepática. Posteriormente à administração da 7 melatonina, houve diminuição significativa do grupo SHP+MLT quando comparado ao grupo SHP na avaliação da lipoperoxidação, atividade das enzimas Catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa Peroxidade (GPx), bem como na de Nitritos/Nitratos (NO2/NO3) e no sistema inflamatório, quando da avaliação da expressão da Óxido Nítrico Sintase Induzível (iNOS) e da região p65 do fator de transcrição nuclear-kB (NF-kB). Também houve diferença na gasometria arterial e na histologia do tecido pulmonar pelas técnicas de Hematoxilina e Eosina e Picrosírius, especialmente no diâmetro dos vasos pulmonares. Ao avaliar o dano ao DNA pelo Ensaio Cometa, foi observado aumento do índice e da frequência de dano no grupo SHP, com redução após o uso da MLT. Conclusão: Os resultados sugerem efeito protetor da melatonina no tecido hepático e pulmonar, no modelo de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. / Background: Hepatopulmonary syndrome (HPS) is clinically characterized by a combination of liver disease, gas exchange abnormalities, and pulmonary vascular dilation. Prolonged biliary duct obstruction was used in experimental models of secondary biliary cirrhosis leading to acute inflammatory reactions and possibly to systemic changes. Animals with cirrhosis experimentally induced by biliary duct ligation (BDL) showed increased oxidative stress in liver tissue, but the lung tissue has not been investigated yet. Oxidative stress has a key role in the pathogenesis and progression of chronic diseases, and antioxidants have been proposed as therapeutic agents to compensate for systemic and liver damages. In studies comparing melatonin with other known antioxidants such as vitamins C and E, melatonin was found to be more efficient in reducing oxidative/nitrosative stress, showing that it is a potent antioxidant. Objective: The present doctoral dissertation aimed to investigate the effect of the antioxidant melatonin on lung and liver tissues in an experimental model of BDL-induced HPS. Methods: This dissertation is divided into three parts: Part I consists of the review article entitled “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” which was submitted to the European Medical Journal; Part II consists of the original article entitled “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, which was submitted to Jornal de Pneumologia; and Part III consists of the original article entitled “Effects of melatonin on liver and lung tissues of animals with bile duct ligation-induced hepatopulmonary syndrome”, which will be submitted to Digestive Diseases and Sciences. A model of secondary BDL-induced biliary cirrhosis was used in male Wistar rats weighing ± 300 g and divided into four groups: control group (CG), CG+MLT, HPS, and HPS+MLT. Animals were treated with MLT or vehicle from day 15 to day 28 after BDL. On day 29, blood, liver, lung, and femur samples were collected after the administration of anesthetic drugs. Results: As for transminases, papers II e III found that there was a significant increase in enzymes ALT, AST e FA in the HPS group compared with the control groups, which indicates the presence of liver disease. The administration of melatonin led to a significant decrease in the HPS group compared with the control groups with regard to the following variables: lipid peroxidation; catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase activity; nitrite/nitrate ratio; and inducible nitric oxide synthase and p65 region of nuclear factor kappa B. There were also differences in blood gas analysis and histology of lung tissues as assessed by hematoxylin and eosin (HE) and picrosirius red staining, especially in the diameter of pulmonary vessels. The comet assay revealed an increase the index and frequency of DNA damage in the HPS group compared with the control groups, but these parameters were reduced with the use of melatonin in the HPS+MLT group. Conclusion: Results suggest that melatonin has a protective effect in liver and lung tissues using a BLD-induce HPS model.

Introdução: A litíase biliar e o consumo de álcool são as etiologias mais frequentes para pancreatite aguda (PA), sendo reportadas como responsáveis por cerca de 40 e 30% dos casos respectivamente. No entanto, no Rio Grande do Sul - BR observamos uma frequência de pancreatite aguda biliar (PAB) em torno de 77% dos casos e pancreatite aguda alcoólica (PAA) em apenas 8%. Além da possibilidade de diferenças próprias da nossa população, é possível que a incidência de PAB esteja aumentando. Objetivo: Estimar as frequências globais da PAB, PAA e dos casos considerados pancreatite aguda idiopática (PAI) em estudos publicados de 2006 a 18 de outubro de 2017. Comparar as frequências de PAB, PAA e PAI entre os estudos que realizaram revisão de prontuários individuais dos pacientes ou foram prospectivos e os que utilizaram apenas os códigos de alta hospitalar para o diagnóstico etiológico. Comparar as frequências de PAB, PAA, PAI de acordo com região geográfica da população dos estudos. Métodos: Uma revisão sistemática de estudos observacionais em Inglês, Espanhol e Português, de 2006 a 18 de outubro de 2017 foi realizada. Metanálise pelo modelo de efeitos randômicos foi utilizada para calcular as frequências de PAB, PAA e PAI globais e nos subgrupos (diagnóstico por código da alta hospitalar, diagnóstico por avaliação individualizada do prontuário do paciente, estudos dos EUA, estudos da América Latina, estudos da Europa e estudos da Ásia). Resultado: Foram incluídos quarenta e seis estudos representando 2.341.007 casos de PA em 36 países. A estimativa global para a pancreatite aguda biliar (PAB) foi 41,6% (IC 95% 39,2-44,1), seguido por PA alcoólica (PAA) com 20,5% (IC 95% 3 16,6-24,6) e PA idiopática (PAI) em 18,3% (IC 95% 15.1 - 21,7). Em estudos com diagnóstico etiológico por código de alta a PAI foi a mais frequente com 37,9% dos casos (IC 95% 35,1 - 40,8). Nos estudos que revisaram os prontuários dos pacientes a PAB foi a mais frequente com 46% (IC 95% 42,3 - 49,8). Nos EUA a PAI foi a mais frequente com 34,7% (IC 95% 32,3 - 37,2). Na América Latina a estimativa de PAB foi de 68,5% (IC de 95% 57,8 - 78,3). Na Europa, na Ásia e em 1 estudo Australiano, a etiologia mais frequente foi a PAB em 41,3% (IC 95% 37,9 - 44,7), 42% (IC 95% 28,8 - 55,8) e 40% (IC 95% 36,8 - 43,2), respectivamente. Na África do Sul 1 artigo apresentou frequência de 70,2% (IC de 95% 64,5 - 75,4) para PAA. Conclusão: A PAB é a etiologia mais prevalente da PA, sendo 2 vezes mais frequente que o segundo lugar. A América Latina apresenta uma frequência para PAB muito maior do que o resto do mundo. Grandes estudos populacionais que utilizam diagnósticos codificados e estudos americanos apresentam elevadas taxas de PA sem classificação. A importância do diagnóstico etiológico consiste no tratamento da causa para prevenção da recorrência. / Background: Gallstones and alcohol are the most common etiology of acute pancreatitis (AP) and is reported to account for about 40% and 30% of cases respectively. However, in Rio Grande do Sul - BR, we observed a frequency of acute biliary pancreatitis (ABP) around 77% of cases and alcoholic acute pancreatitis (AAP) in only 8%. Besides the possibility of differences of our own population, it is possible that the incidence of PAB is increasing. Objective: estimate the global frequency of ABP, AAP and the cases considered idiopathic pancreatitis (IAP) in published studies from 2006 to October 18 2017. Compare the frequencies for ABP, AAP and AIP among studies that performed review of individual records of patients or collected data prospectively and those using only the hospital discharge diagnostic codes for etiologic diagnosis. Compare the frequency of ABP, AAP and IAP by geographic region. Methods: A systematic review of observational studies in English, Spanish and Portuguese, from 2006 to October 18, 2017 was done. Random-effects metaanalysis was used to assess the frequency of biliary, alcoholic and idiopathic AP worldwide and to perform the analysis of 6 subgroups (hospital discharge coded diagnosis, individual patient chart review, studies from US, Latin America, Europe and studies from Asia). Results: Forty-six studies were included representing 2.341.007 cases of PA in 36 countries. The overall estimate for ABP was 41.6% (95% CI 39.2 to 44.1), followed by AAP with 20.5% (95% CI 16.6 to 24 6) and IAP with 18.3% (95% CI 15.1 - 21.7). In studies with hospital discharge coded diagnosis IAP was the most frequent with 37.9% (95% CI 35.1 to 40.8). In studies with individual patient chart review PAB 5 was more frequent with 46% (95% CI 42.3 to 49.8). In US studies IAP was he most frequent etiology with 34.7% (95% CI 32.3 to 37.2). In Latin America PAB was estimated 68.5% of the cases (95% CI 57.8 to 78.3). In Europe, Asia and one Australian study, the most frequent cause was the ABP in 41.3% (95% CI 37.9 to 44.7), 42% (95% CI 28.8 to 55.8) and 40% (95% CI 36.8 to 43.2) of the cases respectively. One study from South Africa had AAP in 70.2% (95% CI 64.5 to 75.4) of the cases. Conclusion: Gallstones are the main etiology of AP globally, twice as frequent as the second one. Latin America has a frequency for ABP much higher than the rest of the world. Large population studies using coded diagnoses and American studies show high rates IAP. The importance of the etiological diagnosis resides in treating the cause in order to prevent recurrence.

Base teórica: A Síndrome Hepatopulmonar (SHP) caracteriza-se por uma tríade clínica que inclui doença hepática, anormalidades em trocas gasosas e presença de dilatações vasculares pulmonares, sendo a obstrução prolongada do ducto biliar utilizada em modelos experimentais de cirrose biliar secundária que leva a reações inflamatórias agudas, podendo, ainda, ocasionar alterações sistêmicas. Animais com cirrose induzida experimentalmente por ligadura de ducto biliar (LDB) apresentam aumento do estresse oxidativo no tecido hepático, mas a inter-relação com o tecido pulmonar ainda não está bem esclarecida. O estresse oxidativo desempenha papel central na patogênese e na progressão de doenças crônicas, e o uso de antioxidantes tem sido proposto como agente terapêutico para compensar danos sistêmicos e hepáticos. Em estudos em que a utilização da melatonina foi comparada com a utilização de outros antioxidantes conhecidos como as vitaminas C e E, tal componente mostrou-se mais eficiente na redução do estresse oxidativo/nitrosativo, demonstrando que a melatonina atua como potente antioxidante. Objetivo: A presente tese teve como objetivo investigar o efeito do antioxidante Melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. Métodos: O trabalho está dividido em três partes: Parte I- Artigo de revisão intitulado “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” enviado para publicação no periódico European Medical Journal; Parte II- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, enviado para o periódico Jornal de Pneumologia; Parte III- Artigo original intitulado “Efeitos da melatonina sobre o tecido hepático e pulmonar em animais com síndrome hepatopulmonar por ligadura do ducto biliar”, a ser enviado para o periódico Digestive Diseases and Sciences. Foi utilizado o modelo de cirrose biliar secundária, induzida pelo modelo de ligadura de ducto biliar (LDB), com ratos machos Wistar, pesando ± 300 gramas, divididos em quatro grupos: CO (controle), CO+MLT, SHP e SHP+MLT. Os animais foram tratados com MLT a partir do 15° dia e com LDB até o 28° dia. No 29° dia, mediante administração de fármacos anestésicos, foram coletados sangue, fígado, pulmão e fêmur. Resultados: Nos artigos II e III, ao se avaliar as transaminases, observou-se aumento significativo nas enzimas ALT, AST e FA no grupo SHP quando comparadas aos grupos controles, o que determina a presença de doença hepática. Posteriormente à administração da 7 melatonina, houve diminuição significativa do grupo SHP+MLT quando comparado ao grupo SHP na avaliação da lipoperoxidação, atividade das enzimas Catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa Peroxidade (GPx), bem como na de Nitritos/Nitratos (NO2/NO3) e no sistema inflamatório, quando da avaliação da expressão da Óxido Nítrico Sintase Induzível (iNOS) e da região p65 do fator de transcrição nuclear-kB (NF-kB). Também houve diferença na gasometria arterial e na histologia do tecido pulmonar pelas técnicas de Hematoxilina e Eosina e Picrosírius, especialmente no diâmetro dos vasos pulmonares. Ao avaliar o dano ao DNA pelo Ensaio Cometa, foi observado aumento do índice e da frequência de dano no grupo SHP, com redução após o uso da MLT. Conclusão: Os resultados sugerem efeito protetor da melatonina no tecido hepático e pulmonar, no modelo de Síndrome Hepatopulmonar por ligadura de ducto biliar. / Background: Hepatopulmonary syndrome (HPS) is clinically characterized by a combination of liver disease, gas exchange abnormalities, and pulmonary vascular dilation. Prolonged biliary duct obstruction was used in experimental models of secondary biliary cirrhosis leading to acute inflammatory reactions and possibly to systemic changes. Animals with cirrhosis experimentally induced by biliary duct ligation (BDL) showed increased oxidative stress in liver tissue, but the lung tissue has not been investigated yet. Oxidative stress has a key role in the pathogenesis and progression of chronic diseases, and antioxidants have been proposed as therapeutic agents to compensate for systemic and liver damages. In studies comparing melatonin with other known antioxidants such as vitamins C and E, melatonin was found to be more efficient in reducing oxidative/nitrosative stress, showing that it is a potent antioxidant. Objective: The present doctoral dissertation aimed to investigate the effect of the antioxidant melatonin on lung and liver tissues in an experimental model of BDL-induced HPS. Methods: This dissertation is divided into three parts: Part I consists of the review article entitled “Hepatopulmonary Syndrome: Oxidative Stress and Physical Exercise,” which was submitted to the European Medical Journal; Part II consists of the original article entitled “Efeitos da melatonina sobre o tecido pulmonar no modelo experimental de síndrome hepatopulmonar”, which was submitted to Jornal de Pneumologia; and Part III consists of the original article entitled “Effects of melatonin on liver and lung tissues of animals with bile duct ligation-induced hepatopulmonary syndrome”, which will be submitted to Digestive Diseases and Sciences. A model of secondary BDL-induced biliary cirrhosis was used in male Wistar rats weighing ± 300 g and divided into four groups: control group (CG), CG+MLT, HPS, and HPS+MLT. Animals were treated with MLT or vehicle from day 15 to day 28 after BDL. On day 29, blood, liver, lung, and femur samples were collected after the administration of anesthetic drugs. Results: As for transminases, papers II e III found that there was a significant increase in enzymes ALT, AST e FA in the HPS group compared with the control groups, which indicates the presence of liver disease. The administration of melatonin led to a significant decrease in the HPS group compared with the control groups with regard to the following variables: lipid peroxidation; catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase activity; nitrite/nitrate ratio; and inducible nitric oxide synthase and p65 region of nuclear factor kappa B. There were also differences in blood gas analysis and histology of lung tissues as assessed by hematoxylin and eosin (HE) and picrosirius red staining, especially in the diameter of pulmonary vessels. The comet assay revealed an increase the index and frequency of DNA damage in the HPS group compared with the control groups, but these parameters were reduced with the use of melatonin in the HPS+MLT group. Conclusion: Results suggest that melatonin has a protective effect in liver and lung tissues using a BLD-induce HPS model.