Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hypertension is a multifactor clinical condition, which is accompanied by a low-grade inflammation and alterations in platelet function. These modifications may be related to an imbalance in the regulation of adenine nucleotides (ATP, ADP and AMP), adenosine and acetylcholine (ACh) levels. This regulation is performed by purinergic [NTPDases, ecto-5 - nucleotidase and adenosine deaminase (ADA)] and cholinergic [Acetylcholinesterase (AChE) and Butyrylcholinesterase (BuChE)] system enzymes, present in blood, respectively. These enzymes can be modulated by regular practice of physical exercise, which has been recommended for the treatment of hypertension. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of six swimming training weeks on blood pressure, on purinergic and cholinergic systems enzymes activities in blood as well as on platelet aggregation and classic inflammatory markers in rats with hypertension induced by methyl Nω-nitro-L-arginine ester hydrochloride (L-NAME) administration. In order to better understand chronic changes, we also evaluated the effect of a single acute bout of exercise on the activity of the enzymes already mentioned. The animals were divided into four groups (n = 10): control, exercise, LNAME and exercise L-NAME. After 60 days of treatment, animals were euthanized and platelets, lymphocytes, whole blood and serum were used for experimental determinations. The results showed that swimming training was able to reduce blood pressure in hypertensive rats, and to prevent the increase in NTPDase, ecto-5'-nucleotidase and ADA activities in lymphocytes and platelets. This probably contributed in preventing platelet aggregation. Chronically, swimming was also effective in preventing the increase in AChE (in lymphocytes and whole blood) and BuChE (in serum) activities. Regarding to the expression of NPTDase1, exercise per se triggered a reduction in the expression of this enzyme, but had no significant effects in hypertensive rats. The prevention of the increase in cholesterol, triglycerides, C-reactive protein levels and myeloperoxidase activity generated by swimming practice reinforces the fact that exercise reduced inflammation in hypertensive rats. In response to a single acute bout of exercise, was observed an increase in the activity of cholinergic system enzymes in whole blood, lymphocytes and serum, and purinergic system enzymes in platelets. However, there was a decrease in the activity of NTPDase and ADA in lymphocytes. It can be concluded that this study allowed us to unveil, in part, the mechanisms related to the protective processes arising from regular physical exercise on hypertension related to inflammation and platelet aggregation. The results also reinforce the importance of measuring the purinergic and cholinergic systems enzymes as parameters of inflammatory response. Also, it is concluded that regular physical exercise has antithrombotic and anti-inflammatory effects by modulating the activity purinergic and cholinergic systems enzymes in hypertension. It is suggested that these responses have been derived from the adaptations that occur in the body due to each acute stimulus that promotes enough impact to break homeostasis and promote beneficial adaptations. Thus, moderate aerobic exercise has a key role in acting as an adjuvant in the treatment of hypertension. / A hipertensão é uma condição clínica multifatorial que, na maioria dos casos, está acompanhada de um quadro inflamatório de baixo grau e alterações nas funções plaquetárias. Essas modificações podem estar relacionadas a um desequilíbrio na regulação dos níveis de nucleotídeos de adenina (ADP, ADP e AMP), da adenosina e da molécula acetilcolinesterase (ACh), que é realizada pelas enzimas do sistemas purinérgico [NTPDases, ecto-5 -nucleotidase e adenosina desaminase (ADA)] e colinérgico [Acetilcolinesterase (AChE) e Butirilcolinesterase (BuChE)] presentes no sangue, respectivamente. A atividade dessas enzimas pode ser modulada pela prática regular de exercícios físicos, a qual tem sido recomendada para o tratamento da hipertensão. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi verificar o efeito de seis semanas de natação sobre a pressão arterial, a atividade de enzimas dos sistemas purinérgico e colinérgico em sangue, bem como sobre a agregação plaquetária e marcadores inflamatórios clássicos em ratos com hipertensão induzida através de administração de metila Nω-Nitro-L-arginina cloridrato de éster (L-NAME). Com o objetivo de melhor compreender as alterações crônicas, avaliouse, também, o efeito de uma única sessão aguda de exercício sobre a atividade das enzimas já mencionadas. Os animais foram divididos em quatro grupos (n = 10): Controle, Exercício, L-NAME e L-NAME Exercício. Após 60 dias de tratamento, os animais foram submetidos à eutanásia e as plaquetas, os linfócitos, o sangue total e o soro foram usados para as determinações experimentais. Os resultados obtidos mostraram que o treinamento com natação foi capaz de reduzir a pressão sanguínea em ratos hipertensos, além de prevenir o aumento da atividade das enzimas NTPDase, ecto-5 -nucleotidase e ADA em linfócitos e plaquetas, o que provavelmente contribuiu para prevenir a agregação plaquetária. Cronicamente, a natação também foi eficaz na prevenção do aumento da atividade das enzimas AChE em linfócitos e sangue total e BuChE em soro. Com relação à expressão da NPTDase1, o exercício per se gerou a redução da expressão desta enzima, mas não apresentou efeitos significativos nos ratos hipertensos. A prevenção do aumento dos níveis de colesterol, triglicerídeos, proteína C-reativa e mieloperoxidase gerada pela prática da natação reforça o fato de que o exercício reduziu a inflamação em ratos hipertensos. Como resposta a uma única sessão aguda de exercício, verificou-se o aumento da atividade das enzimas dos sistemas colinérgico em sangue total, linfócitos e soro e do sistema purinérgico em plaquetas. Entretanto, ocorreu a diminuição da atividade da NTPDase e da ADA em linfócitos. Pode-se concluir que este estudo permitiu desvendar em parte os mecanismos relacionados aos processos protetores advindos da prática regular de exercício físicos na hipertensão relativos aos processos inflamatórios e à agregação plaquetária. Os resultados ainda reforçam a importância da dosagem das enzimas dos sistemas purinérgico e colinérgico como parâmetros da resposta inflamatória. Conclui-se, também, que a prática regular de exercício físico possui efeitos antitrombóticos e antiinflamatórios através da modulação da atividade das enzimas dos sistemas purinérgico e colinérgico na hipertensão. Sugere-se que estas respostas tenham sido provenientes das adaptações ocorridas no organismo decorrentes de cada estímulo agudo, que gerou estímulos suficientes para quebrar a homeostase do organismo e promover adaptações benéficas. Desta forma, o exercício físico aeróbico moderado possui um papel fundamental na atuação como coadjuvante no tratamento da hipertensão.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5307.pdf: 3018065 bytes, checksum: 4a4ed79b44dafeeb1204798dc8f70256 (MD5) Previous issue date: 2013-06-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / This thesis aimed to evaluate the use of cholinesterases (ChE) of the cladoceran species Pseudosida ramosa and Daphnia magna as a biochemical biomarker of the presence and effects of anatoxin-a(s) at different levels of biological organization (molecular, individual and population), besides the combined effects of the mixtures of the hepatotoxic (microcystins) and neurotoxic (anatoxin-a(s)) extracts in D. magna. A microplate assay was adapted and optimized for measuring the ChE activity of P. ramosa, in order to produce an assay protocol for this species. The analysis on the performance of ChE assays in P. ramosa showed that these are suitable for the quantifying of enzymatic activity in this species. P. ramosa showed to be an adequate alternative to the exotic cladoceran D. magna. Thus, it was proposed an assay protocol, which it meets the best combination of parameters for the using of ChE activity of P. ramosa as a biochemical biomarker. The ChE activity of P. ramosa and D. magna were specific for the indication of the presence of anatoxin-a(s), since no effect on the enzymatic activity of these species was observed when they were exposed to the microcystins. In the acute exposures (48-h) to the anatoxin-a(s) extract and to the paraoxon-methyl, P. ramosa was more sensitive than D. magna for ChE activity and survival endpoints. Also, P. ramosa was more sensitive than D. magna when exposed to the anatoxin-a(s) extract for 7 days. When the relationships between the ChE inhibition and individual and populational endpoints were evaluated, different responses were observed for the studied species. The ChE inhibition in P. ramosa had a very close relationship with the survival in the acute exposures to the anatoxin-a(s) extract and to the paraoxon-methyl. For D. magna, on the other hand, this relationship was not linear, being high levels of ChE inhibition associated with almost no mortality. The ChE activity in P. ramosa was also a good predictor of the chronic effects of anatoxin-a(s) extract at higher levels of biological organization, since ChE inhibition (48 h) was linearly linked to the sub-lethal effects on the reproduction (21 days) and on the population growth rate (21 days). For D. magna, these relationships could not be established, possibly due to species-specific differences in the affinities of both acetylcholinesterase and pseudocholinesterases to the toxicants. Thus, for the using of ChE as a biochemical biomarker in the risk assessments of neurotoxic cyanobacteria blooms in tropical regions, it is recommended the use of native species, especially of P. ramosa, since the model species D. magna could overestimate the risk to the local species. When the effects of the mixtures of the hepatotoxic and neurotoxic extracts were evaluated on the survival and feeding rates of D. magna, additive and synergistic responses were only observed on the feeding rates. Therefore, since different types of cyanotoxins are found in the natural environments in combination, the risks of these toxins on the zooplanktonic community should be evaluated not only individually, but also as mixtures. / Esta tese teve como objetivo avaliar o uso das colinesterases (ChE) das espécies de cladóceros Pseudosida ramosa e Daphnia magna como um biomarcador bioquímico da presença e dos efeitos de anatoxina-a(s) em diferentes níveis de organização biológica (molecular, individual e populacional), além dos efeitos combinados das misturas dos extratos hepatotóxicos (microcistinas) e neurotóxicos (anatoxina-a(s)) em D. magna. Um ensaio de microplacas foi adaptado e otimizado para medir a atividade de ChE da P. ramosa, a fim de produzir um protocolo de ensaio para esta espécie. A análise sobre o desempenho dos ensaios de ChE em P. ramosa mostrou que estes são adequados para a quantificação da atividade enzimática nesta espécie. P. ramosa mostrou ser uma alternativa adequada para o cladócero exótico D. magna. Assim, foi proposto um protocolo de ensaio, o qual reúne a melhor combinação de parâmetros para a utilização da atividade de ChE da P. ramosa como um biomarcador bioquímico. A atividade de ChE da P. ramosa e da D. magna foram específicas para a indicação da presença de anatoxinaa( s), uma vez que nenhum efeito sobre a atividade enzimática dessas espécies foi observado quando elas foram expostas às microcistinas. Nas exposições agudas (48 h) ao extrato de anatoxina-a(s) e ao paraoxon-metil, P. ramosa foi mais sensível do que D. magna para os parâmetros atividade de ChE e sobrevivência. Também, P. ramosa foi mais sensível do que D. magna quando exposta ao extrato de anatoxina-a(s) por sete dias. Quando as relações entre a inibição de ChE e os parâmetros individuais e populacionais foram avaliados, diferentes respostas foram observadas para as espécies estudadas. A inibição de ChE em P. ramosa teve uma relação muito próxima com a sobrevivência nas exposições agudas ao extrato de anatoxina-a(s) e ao paraoxon-metil. Para D. magna, por outro lado, esta relação não foi linear, sendo níveis altos de inibição de ChE associados com quase nenhuma mortalidade. A atividade de ChE em P. ramosa foi também um bom preditor dos efeitos crônicos do extrato de anatoxina-a(s) em níveis mais elevados de organização biológica, uma vez que a inibição de ChE (48 h) foi associada linearmente aos efeitos sub-letais na reprodução (21 dias) e na taxa de crescimento populacional (21 dias). Para D. magna, essas relações não puderam ser estabelecidas, possivelmente devido a diferenças espécie-específicas nas afinidades da acetilcolinesterase e das pseudocolinesterases aos tóxicos. Assim, para a utilização de ChE como um biomarcador bioquímico nas avaliações de risco de florescimentos de cianobactérias neurotóxicas em regiões tropicais, recomenda-se o uso de espécies nativas, especialmente da P. ramosa, uma vez que a espécie modelo D. magna poderia superestimar o risco para as espécies locais. Quando os efeitos das misturas dos extratos hepatotóxicos e neurotóxicos foram avaliados sobre a sobrevivência e as taxas alimentares da D. magna, respostas aditivas e sinergísticas foram observadas apenas nas taxas alimentares. Portanto, uma vez que diferentes tipos de cianotoxinas são encontrados nos ambientes naturais em combinação, os riscos dessas toxinas sobre a comunidade zooplanctônica deveriam ser avaliados não apenas individualmente, mas também como misturas.