Molecular, cellular, and physiological processes within an organism are set to occur at specific times throughout the day. The timing of these processes is under control of a biological clock. Nearly all organisms on Earth have biological clocks, ranging from unicellular bacteria and fungi to multicellular plants, insects, reptiles, fish, birds, and mammals. The biological clock is an endogenous time-keeping mechanism that generates the onset of many processes and coordinates the phases of processes over 24 hours. While the biological clock allows these organisms to maintain roughly 24-hour, or circadian, timing in daily processes, many organisms have the ability to set their clocks, or entrain them, to changes in light. In mammals, the suprachiasmatic nucleus (SCN) is the master biological clock that entrains daily physiological and behavioral rhythms to the appropriate times of day and night. The SCN is located in the hypothalamus and contains thousands of neurons and glia that function in coordinating system-level physiological rhythms that are entrained to environmental light cues. Many of these neurons and glia are individual circadian oscillators, and the cellular mechanisms that couple them into ensemble oscillations are emerging. Adenosine triphosphate (ATP) is a transmitter involved in local communication among astrocytes and between astrocytes and neurons. ATP released from astrocytes may play a role in SCN cellular communication and synchrony. Extracellular ATP accumulated rhythmically in the rat SCN in vivo, and ATP released from rat SCN astrocytes in vitro was rhythmic, with a periodicity near 24 hours. ATP released from mouse SCN astrocytes was circadian, and disruption of the molecular clock abolished rhythmic extracellular ATP accumulation. SCN astrocyte cultures with disrupted molecular clocks also had marked reductions in total ATP accumulation compared to SCN astrocyte cultures with functional biological clocks. Furthermore, ATP-induced calcium transients were rhythmic, and this rhythmic purinergic sensitivity was abolished in clock mutant astrocytes. Pharmacological blockade of purinergic signaling, with antagonists of both the P2X7 and P2Y1 receptors, led to a gradual reduction in the amplitude of coordinated ATP accumulation over three days. These purinergic receptor antagonists, as expected, led to a reduction in calcium responses of SCN astrocytes to ATP and led to a dampening of clock gene expression rhythms as determined by PER2::LUC bioluminescence reporting in SCN astrocytes. These data demonstrate that astrocytes of the mammalian SCN rhythmically release ATP and are rhythmically sensitive to ATP in a manner dependent on their intrinsic molecular clock. Ensemble rhythmicity of SCN astrocytes is, in turn, dependent on that rhythmic purinergic signaling via both P2X and P2Y classes of ATP receptors. These results are indicative of a functional role for ATP accumulation within the SCN, with astrocytes releasing ATP every 24 hours for continual signaling onto astrocytes and neurons to maintain daily coordinated synchrony of the clocks in these cells.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2002. / Härtill 4 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2005. / Härtill 5 uppsatser.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 1998. / "July 1998." Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 145-165). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Virginia, 1999. / Spine title: Adenosine A₁ & A₂[beta] receptors. Includes bibliographical references (p. 122-146). Also available online through Digital Dissertations.

Base Teórica O sistema purinérgico é um sistema de sinalização extracelular que influencia processos fisiológicos e patológicos. O exercício físico promove adaptações moleculares e teciduais sendo sugerido como uma conduta terapêutica em algumas patologias crônicas. Dados apontam uma possível influência do exercício físico sobre o sistema purinérgico, no entanto as bases bioquímicas desse processo ainda não estão muito bem compreendida. Objetivos Analisar a hidrólise extracelular dos nucleotídeos da adenina e quantificar os níveis dos nucleotídeos, nucleosídeos e resíduos metabólicos no soro sanguíneo de indivíduos adultos sedentários do sexo masculinos submetidos a uma sessão aguda de exercício aeróbico moderado. Métodos Indivíduos adultos sedentários do sexo masculino, sem patologia prévia, foram selecionados de acordo com critérios clínicos pré-definidos. Os sujeitos foram avaliados, responderam ao questionário PAR-Q (Instrumental Physical Activity Questionaire) e submetidos a um teste do consumo máximo de oxigênio. Sete dias após a avaliação, os indivíduos realizaram 30 minutos de exercício aeróbico moderado. Amostras de sangue foram coletadas pré e pós-exercício. Ao fim da coleta, o soro sanguíneo foi separado e a atividade enzimática foi avaliada pela liberação de fosfato inorgânico (Pi). Os nucleotídeos da adenina, nucleosídeo e resíduos metabólicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta performace (HPLC). Os níveis de creatina quinase (CK), creatinina (CR), colesterol total (CT), triglicerídeos (TG), lipoproteína de alta densidade (HDL) e lipoproteína baixa densidade (LDL) foram avaliados por meio de kits específicos conforme instruções do fabricante. Resultados A hidrólise da adenosina 5’-trifosfato (ATP), adenosina 5’-difosfato (ADP), adenosina 5’-monofosfato (AMP) e p-nitrofenil 5’-timinidina monofosfato (p-Nph-5’-TMP) se mostrou aumentada após a realização do exercício aeróbico agudo. O nível de ATP extracelular diminuiu após a realização da sessão de exercício. As concentrações de adenosina (ADO), inosina (INO) e ácido úrico apresentaram-se aumentadas. Conclusão Nossos resultados demonstram uma modificação no perfil da atividade ectonucleotidásica e nos níveis dos nucleotídeos da adenina, nucleosídeos e metabólitos do ATP após a realização do exercício aeróbico agudo em intensidade moderado no soro sanguíneo de indivíduos sedentários, sugerindo uma possível atuação do exercício físico como modulador da sinalização purinérgica. Mais estudos são necessários para melhor compreensão das ações do exercício físico na sinalização purinérgica, e de como ocorre está interação. / Background The purinergic system is an extracellular signaling system, which affect physiological and pathological processes. Physical exercise promotes molecular and tissue adaptations, being suggested as therapeutic approach in some chronic diseases. Data indicate a possible influence of exercise on purinergic system, however the biochemical basis are not well understood. Objectives Analyze extracellular hydrolysis of adenine nucleotides and quantify nucleotides, nucleosides and metabolic residues levels in blood serum of male sedentary individuals submitted an acute session of moderate aerobic exercise. Methods Male sedentary adults, without previous disease, were selected according predefined clinical criteria. Subjects were evalauated, answered to PAR-Q questionnaire (Instrumental Physical Activity Questionaire) and performed maximum intake oxygen test. Seven days after evaluation, individuals conducted 30 minutes of aerobic moderate exercise. Blood samples was collected pre and post exercise. At the end of collection, blood serum separated and enzymatic activity measured by inorganic phosphate (Pi) release. Adenine nucleotides, nucleoside and metabolics residue were quantified using high performance liquid chromatography (HPLC). Creatine kinase (CK), creatinine (CR), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high density lipoprotein (HDL) and low density lipoprotein (LDL) levels were evaluated by particular kit according manufacturer´s instructions. Results Adenosine 5’-triphosphate (ATP), adenosine 5’-diphosphate (ADP), adenosine 5’-monophosphate (AMP) and p-nitrophenyl 5’-thymidine monophosphate (p-Nph-5’-TMP) hydrolysis increased after acute session of aerobic exercise. ATP extracellular levels decreased after acute exercise. ADO, inosine (INO) and uric acid concentrations increased. Conclusion Our results demonstrate modifications in ectonucleotidasic activity profile and levels of adenine nucleotides, nucleoside and ATP metabolites after performing acute aerobic exercise of moderate intensity in blood serum of sedentary male individuals, suggesting a possibly modulation of purinergic signaling from exercise. Additional studies are necessary for better understanding physical exercise actions in purinergic signaling, and how these interactions occur.

Base Teórica O sistema purinérgico é um sistema de sinalização extracelular que influencia processos fisiológicos e patológicos. O exercício físico promove adaptações moleculares e teciduais sendo sugerido como uma conduta terapêutica em algumas patologias crônicas. Dados apontam uma possível influência do exercício físico sobre o sistema purinérgico, no entanto as bases bioquímicas desse processo ainda não estão muito bem compreendida. Objetivos Analisar a hidrólise extracelular dos nucleotídeos da adenina e quantificar os níveis dos nucleotídeos, nucleosídeos e resíduos metabólicos no soro sanguíneo de indivíduos adultos sedentários do sexo masculinos submetidos a uma sessão aguda de exercício aeróbico moderado. Métodos Indivíduos adultos sedentários do sexo masculino, sem patologia prévia, foram selecionados de acordo com critérios clínicos pré-definidos. Os sujeitos foram avaliados, responderam ao questionário PAR-Q (Instrumental Physical Activity Questionaire) e submetidos a um teste do consumo máximo de oxigênio. Sete dias após a avaliação, os indivíduos realizaram 30 minutos de exercício aeróbico moderado. Amostras de sangue foram coletadas pré e pós-exercício. Ao fim da coleta, o soro sanguíneo foi separado e a atividade enzimática foi avaliada pela liberação de fosfato inorgânico (Pi). Os nucleotídeos da adenina, nucleosídeo e resíduos metabólicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta performace (HPLC). Os níveis de creatina quinase (CK), creatinina (CR), colesterol total (CT), triglicerídeos (TG), lipoproteína de alta densidade (HDL) e lipoproteína baixa densidade (LDL) foram avaliados por meio de kits específicos conforme instruções do fabricante. Resultados A hidrólise da adenosina 5’-trifosfato (ATP), adenosina 5’-difosfato (ADP), adenosina 5’-monofosfato (AMP) e p-nitrofenil 5’-timinidina monofosfato (p-Nph-5’-TMP) se mostrou aumentada após a realização do exercício aeróbico agudo. O nível de ATP extracelular diminuiu após a realização da sessão de exercício. As concentrações de adenosina (ADO), inosina (INO) e ácido úrico apresentaram-se aumentadas. Conclusão Nossos resultados demonstram uma modificação no perfil da atividade ectonucleotidásica e nos níveis dos nucleotídeos da adenina, nucleosídeos e metabólitos do ATP após a realização do exercício aeróbico agudo em intensidade moderado no soro sanguíneo de indivíduos sedentários, sugerindo uma possível atuação do exercício físico como modulador da sinalização purinérgica. Mais estudos são necessários para melhor compreensão das ações do exercício físico na sinalização purinérgica, e de como ocorre está interação. / Background The purinergic system is an extracellular signaling system, which affect physiological and pathological processes. Physical exercise promotes molecular and tissue adaptations, being suggested as therapeutic approach in some chronic diseases. Data indicate a possible influence of exercise on purinergic system, however the biochemical basis are not well understood. Objectives Analyze extracellular hydrolysis of adenine nucleotides and quantify nucleotides, nucleosides and metabolic residues levels in blood serum of male sedentary individuals submitted an acute session of moderate aerobic exercise. Methods Male sedentary adults, without previous disease, were selected according predefined clinical criteria. Subjects were evalauated, answered to PAR-Q questionnaire (Instrumental Physical Activity Questionaire) and performed maximum intake oxygen test. Seven days after evaluation, individuals conducted 30 minutes of aerobic moderate exercise. Blood samples was collected pre and post exercise. At the end of collection, blood serum separated and enzymatic activity measured by inorganic phosphate (Pi) release. Adenine nucleotides, nucleoside and metabolics residue were quantified using high performance liquid chromatography (HPLC). Creatine kinase (CK), creatinine (CR), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high density lipoprotein (HDL) and low density lipoprotein (LDL) levels were evaluated by particular kit according manufacturer´s instructions. Results Adenosine 5’-triphosphate (ATP), adenosine 5’-diphosphate (ADP), adenosine 5’-monophosphate (AMP) and p-nitrophenyl 5’-thymidine monophosphate (p-Nph-5’-TMP) hydrolysis increased after acute session of aerobic exercise. ATP extracellular levels decreased after acute exercise. ADO, inosine (INO) and uric acid concentrations increased. Conclusion Our results demonstrate modifications in ectonucleotidasic activity profile and levels of adenine nucleotides, nucleoside and ATP metabolites after performing acute aerobic exercise of moderate intensity in blood serum of sedentary male individuals, suggesting a possibly modulation of purinergic signaling from exercise. Additional studies are necessary for better understanding physical exercise actions in purinergic signaling, and how these interactions occur.

Base Teórica O sistema purinérgico é um sistema de sinalização extracelular que influencia processos fisiológicos e patológicos. O exercício físico promove adaptações moleculares e teciduais sendo sugerido como uma conduta terapêutica em algumas patologias crônicas. Dados apontam uma possível influência do exercício físico sobre o sistema purinérgico, no entanto as bases bioquímicas desse processo ainda não estão muito bem compreendida. Objetivos Analisar a hidrólise extracelular dos nucleotídeos da adenina e quantificar os níveis dos nucleotídeos, nucleosídeos e resíduos metabólicos no soro sanguíneo de indivíduos adultos sedentários do sexo masculinos submetidos a uma sessão aguda de exercício aeróbico moderado. Métodos Indivíduos adultos sedentários do sexo masculino, sem patologia prévia, foram selecionados de acordo com critérios clínicos pré-definidos. Os sujeitos foram avaliados, responderam ao questionário PAR-Q (Instrumental Physical Activity Questionaire) e submetidos a um teste do consumo máximo de oxigênio. Sete dias após a avaliação, os indivíduos realizaram 30 minutos de exercício aeróbico moderado. Amostras de sangue foram coletadas pré e pós-exercício. Ao fim da coleta, o soro sanguíneo foi separado e a atividade enzimática foi avaliada pela liberação de fosfato inorgânico (Pi). Os nucleotídeos da adenina, nucleosídeo e resíduos metabólicos foram quantificados por cromatografia líquida de alta performace (HPLC). Os níveis de creatina quinase (CK), creatinina (CR), colesterol total (CT), triglicerídeos (TG), lipoproteína de alta densidade (HDL) e lipoproteína baixa densidade (LDL) foram avaliados por meio de kits específicos conforme instruções do fabricante. Resultados A hidrólise da adenosina 5’-trifosfato (ATP), adenosina 5’-difosfato (ADP), adenosina 5’-monofosfato (AMP) e p-nitrofenil 5’-timinidina monofosfato (p-Nph-5’-TMP) se mostrou aumentada após a realização do exercício aeróbico agudo. O nível de ATP extracelular diminuiu após a realização da sessão de exercício. As concentrações de adenosina (ADO), inosina (INO) e ácido úrico apresentaram-se aumentadas. Conclusão Nossos resultados demonstram uma modificação no perfil da atividade ectonucleotidásica e nos níveis dos nucleotídeos da adenina, nucleosídeos e metabólitos do ATP após a realização do exercício aeróbico agudo em intensidade moderado no soro sanguíneo de indivíduos sedentários, sugerindo uma possível atuação do exercício físico como modulador da sinalização purinérgica. Mais estudos são necessários para melhor compreensão das ações do exercício físico na sinalização purinérgica, e de como ocorre está interação. / Background The purinergic system is an extracellular signaling system, which affect physiological and pathological processes. Physical exercise promotes molecular and tissue adaptations, being suggested as therapeutic approach in some chronic diseases. Data indicate a possible influence of exercise on purinergic system, however the biochemical basis are not well understood. Objectives Analyze extracellular hydrolysis of adenine nucleotides and quantify nucleotides, nucleosides and metabolic residues levels in blood serum of male sedentary individuals submitted an acute session of moderate aerobic exercise. Methods Male sedentary adults, without previous disease, were selected according predefined clinical criteria. Subjects were evalauated, answered to PAR-Q questionnaire (Instrumental Physical Activity Questionaire) and performed maximum intake oxygen test. Seven days after evaluation, individuals conducted 30 minutes of aerobic moderate exercise. Blood samples was collected pre and post exercise. At the end of collection, blood serum separated and enzymatic activity measured by inorganic phosphate (Pi) release. Adenine nucleotides, nucleoside and metabolics residue were quantified using high performance liquid chromatography (HPLC). Creatine kinase (CK), creatinine (CR), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), high density lipoprotein (HDL) and low density lipoprotein (LDL) levels were evaluated by particular kit according manufacturer´s instructions. Results Adenosine 5’-triphosphate (ATP), adenosine 5’-diphosphate (ADP), adenosine 5’-monophosphate (AMP) and p-nitrophenyl 5’-thymidine monophosphate (p-Nph-5’-TMP) hydrolysis increased after acute session of aerobic exercise. ATP extracellular levels decreased after acute exercise. ADO, inosine (INO) and uric acid concentrations increased. Conclusion Our results demonstrate modifications in ectonucleotidasic activity profile and levels of adenine nucleotides, nucleoside and ATP metabolites after performing acute aerobic exercise of moderate intensity in blood serum of sedentary male individuals, suggesting a possibly modulation of purinergic signaling from exercise. Additional studies are necessary for better understanding physical exercise actions in purinergic signaling, and how these interactions occur.

Orientador: Claudia Herrera Tambeli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-10T16:43:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MariaClaudiaGoncalvesde_D.pdf: 939911 bytes, checksum: b56bfd43b641acd5fc9d086b0faf0aa0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Recentes estudos demonstram que a ativado de receptores P2X3,2/3 pelo ATP endógeno contribui para a hiperalgesia inflamatória. Portanto, os objetivos desse trabalho foram: (1) Estudar o mecanismo pelo qual a ativa o dos receptores P2X3,2/3 pelo ATP endogeno contribui para a hiperalgesia mecânica induzida no modelo da inflamacça causada pela carragenina, (2) Verificar se o ATP end?eno e a ativado dos receptores P2X3,2/3 contribui para a hiperalgesia induzida pelos mediadores inflamatórios Bradicinina, TNF-a, IL-1ß, IL-6, CINC-1, PGE2 e dopamina e, verificar o mecanismo pelo qual essa contribuido ocorre, e (3) studar o mecanismo pelo qual a ativado dos receptores P2X1,3,2/3 induz hiperalgesia mecânica. De acordo com o objetivo (1): A co-administrado do antagonista seletivo de receptor P2X3,2/3, A-317491, ou do antagonista de receptor P2X1,3,2/3,1/5, TNP-ATP, com carragenina bloqueou a hiperalgesia mecânica...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Activation of P2X3,2/3 receptors by endogenous ATP contributes to the evelopment of inflammatory hyperalgesia. Therefore, the aims of this study were: (1) To study the mechanism underlying activation of P2X3,2/3 receptors by endogenous ATP contributes to mechanical hyperalgesia induced by the carrageenan model of inflammation, (2) To verify whether endogenous ATP and P2X3,2/3 receptors activation contributes to the hyperalgesia induced by inflammatory mediators bradykinin, TNF-a, IL-1ß, IL-6, CINC-1, PGE2 and dopamine and, to verify the mechanism underlying this contribution occurs, (3) To study the mechanism underlying activation of P2X1,3,2/3 receptors induces mechanical hyperalgesia...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Fisiologia Oral / Doutor em Odontologia

Plus de 34 millions de personnes dans le monde vivent avec le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1). Cette pandémie est partiellement contrôlée par l’utilisation de combinaison d’agents antirétroviraux spécifiques. Cependant l’émergence de nouvelles souches virales multi-résistantes nécessite le développement de nouvelles stratégies antirétrovirales. Notre laboratoire porte une attention particulière à la compréhension des évènements cellulaires et viraux impliqués dans les étapes précoces du cycle réplicatif du VIH-1. Récemment, nous avons révélé l’existence d’une nouvelle voie de signalisation cellulaire, impliquant un canal membranaire (la Pannexine-1), un signal de danger (l’ATP extracellulaire) et un récepteur purinergique (P2Y2) participant à l’entrée du VIH-1 dans ses cellules cibles. Etant donnée que ces trois évènements cellulaires sont également des acteurs de la réponse immunologique, nous avons décidé de poursuivre l’étude du rôle des protéines de la réponse immunologique innée dans les étapes précoces d’infection par le VIH-1.Au cours de mes travaux de thèse, nous avons révélé une interaction entre le récepteur purinergique P2Y2 et la protéine de l’inflammasome NLRP3. Dans un premier temps, nous avons démontré que la migration cellulaire dépendante du récepteur purinergique P2Y2 est réprimée pendant l’activation de l’inflammasome NLRP3. A l’inverse, nous avons également observé que la polarisation des macrophages, la sécrétion de l’interleukine-1β et la pyroptose déclenchées par l’activation de NLRP3 sont sous le contrôle de l’autophagie induite par l’activation du récepteur purinergique P2Y2. Ces résultats suggèrent que l’interaction entre NLRP3 et P2Y2 constitue un nouveau point de contrôle immunologique qui régule les fonctions des macrophages. A la suite de ces travaux, nous avons analysé le rôle de ce point de contrôle immunologique lors de l’infection par le VIH-1 et avons démontré que l’activation de l’inflammasome NLRP3 empêche l’activation de la voie de signalisation purinergique qui implique l’ATP, la pannexine-1 et le récepteur P2Y2, et qui permet l’entrée du VIH-1 dans ses cellules cibles. Nos travaux de recherche mettent ainsi en lumière la capacité de l’inflammasome NLRP3 à représenter un nouveau facteur de restriction inductible du VIH-1. L’ensemble de mes travaux recherche souligne l’existence au niveau des macrophages d’un nouveau point de contrôle du système immunitaire impliquant la protéine NLRP3 et le récepteur P2Y2 et qui peut être moduler afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques permettant de lutter contre l’émergence de virus résistants aux traitements rétroviraux classiques. / In 3 decades infection with the virus of the human immunodeficiency of type 1 (HIV-1) caused over than 34 million deaths and the surge of new multiresistant virus strains require the development of novel antiretroviral strategies.Our laboratories revealed a new signaling pathway involving in the early step of HIV-1 infection, involving a hemichannel (Pannexin-1), a common danger signal (extracellular ATP) and a purinergic receptor (P2Y2). These three cellular events are also players in the immune response; we decided to continue the study of proteins involved in the innate immune response during the early stages of infection by HIV -1.Here we demonstrated during this work a new interaction between the purinergic receptor P2Y2 and protein of the inflammasome NLRP3. We demonstrate that P2Y2-stimulated migration of macrophages is inhibited by NLRP3 inflammasome activation. Conversely, NLRP3-dependent macrophage polarization, interleukin-1 β secretion and pyroptosis are under the control of P2Y2-induced autophagy.Finally, the results suggest that the interaction between NLRP3 and P2Y2 is a new immunological checkpoint that regulates macrophage functions. Following this work, we analyzed the role of this immunological control during infection by HIV -1 and have demonstrated that activation of the inflammasome NLRP3 prevents the activation of the purinergic signaling channel involving ATP, pannexin -1 and the P2Y2 receptor, and which allows the entry of HIV -1 in its target cells. Our research and bring to light the capacity of the NLRP3 inflammasome to represent a new inducible restriction factor of HIV-1.All of this research work highlights the existence in macrophages of a new immune system checkpoint involving NLRP3 protein and P2Y2 receptor and can be modulated in order to develop new therapeutic approaches to fight against the emergence of viruses resistant to conventional retroviral treatments.