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Expressão em levedura e purificação da Ca2+ATPase do retículo sarcoplasmático de coelho / Purification of rabbit sarcoplamic reticulum Ca2+-ATPase expressed in yeast

Eduardo Moraes Rego Reis 12 September 2000 (has links)
Este estudo descreve um novo método para a produção da Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático de coelho em levedura utilizando um vetor de expressão regulado por choque térmico. Após solubilização das membranas de levedura com lisofosfatidilcolina, a introdução de um \"tag\" de 6 histidinas na extremidade amino-terminal da Ca2+-ATPase permitiu a sua purificação por cromatografia de afinidade utilizando uma resina carregada com níquel. Utilizando essa estratégia, foi possível obter frações enriquecidas em até 75% de Ca2+-ATPase recombinante, algo não descrito ainda na literatura. A 6xHis Ca2+-ATPase solubilizada em LPC e purificada em coluna de níquel se mantém estável desde que seja introduzido DOPC juntamente com o detergente nas etapas de lavagem e eluição. Nessas condições, a enzima purificada possui elevada atividade ATPásica cálcio-dependente (1.5-2.0 µmol/mg proteína.min) durante vários minutos de reação. A titulação da atividade ATPásica em função do cálcio livre demonstrou que a 6xHis Ca2+-ATPase purificada possui alta afinidade para o íon (K0.5= 0.15 µlM) e manteve uma forte cooperatividade na ativação por cálcio (nH = 2.07). A quantidade e o grau de pureza obtidos são suficientes para permitir a caracterização bioquímica e espectroscópica de mutantes pontuais da Ca2+-ATPase já construídos e expressos em levedura. A conversão da energia presente em ligações químicas em gradiente eletroquímico é um tema central da bioenergética. Espera-se que o estudo dos mutantes pontuais de triptofano da Ca2+-ATPase gerados nesse trabalho contribua para uma melhor compreensão do mecanismo de acoplamento entre a hidrólise de ATP e o transporte vetorial de íons nesse modêlo de estudo de proteínas de transporte. / We describe in this work a new method for the production of SERCA-l Ca2+-ATPase in yeast using a heat-shock regulated expression vector. Following solubilization of yeast membranes with lysophospholipids, the presence of an hexahistidine tag introduced at the Nterminal end of the Ca2+-ATPase allowed its purification by metal chelating affinity chromatography using a nickel-NTA resin. Using this procedure highly enriched ftactions (75% oftotal protein in the ftaction) of yeast-expressed rabbit Ca2+-ATPase were obtained. Detergent-solubilized 6xHis-Ca2+-ATPase retained highly active (1.5 - 2 µmol/mg protein .min) calcium-dependent, vanadate inhibitable ATPase activity as determined by 32P-γ-ATP hydrolysis. Titration of ATPase activity as a function of ftee calcium revealed high Ca2+ affinity (K0.5 =~ 0.15 µM) and the persistence of a strong cooperative pattem of calcium activation (Hill number of 2.07). The yield and purity of 6xHis Ca2+-ATPase fractions produced with this method allows the biochemical and spectroscopic characterization of Ca2+-ATPase mutants produced in the course of this work. Conversion of the energy present in chemical bonds to electrochemical gradient is a central theme of bioenergetics. It is hoped that the study of the Ca2+-ATPase tryptophan mutants generated in this work will contribute to a better understanding of the coupling mechanism between ATP hydrolysis and the vectorial transport of ions across membranes that occur in this model system.
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A subfamília SNAC-A (ATAF) em plantas: possíveis componentes a jusante da via de sinalização de morte celular mediada por proteínas NRP/DCDs / The SNAC-A (ATAF) subfamily in plants: possible downstream components of the NRP/DCDs-mediated cell death signaling

Caetano, Hanna Durso Neves 26 July 2018 (has links)
Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-09-06T11:28:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2396350 bytes, checksum: d4a4b3c74df2af6f3609cee963d570e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T11:28:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2396350 bytes, checksum: d4a4b3c74df2af6f3609cee963d570e2 (MD5) Previous issue date: 2018-07-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A via de sinalização de morte celular mediada por proteínas NRP/DCDs foi primeiramente descrita em soja como uma via integrativa de resposta a múltiplos estresses. A falta de ferramentas moleculares adequadas à caracterização dessa via em soja levou ao estudo de sua conservação em espécies modelo. Em Arabidopsis, os membros da via foram descritos, no entanto não foi definido o ortólogo do gene GmNAC30. Neste trabalho, foi conduzida uma análise in silico da subfamília SNAC-A (ATAF), à qual pertence GmNAC30, demonstrando ser ela amplamente distribuída no reino vegetal. Em comparação com Arabidopsis, foi verificada uma expansão dessa subfamília em soja, o que pode estar relacionado à pressão seletiva que espécies cultiváveis sofrem a favor da manutenção de genes capazes de conferir tolerância a estresses. Consistente com essa ideia, a análise da expressão de alguns membros desse subgrupo em soja demonstrou que todos eles respondem a múltiplos estresses. Os genes duplicados da subfamília SNAC-A em soja exibiram padrão e cinética de indução por polietilenoglicol (PEG) e Tunicamicina (TUN) similares; porém, os pares apresentaram diferenças sutis de indução por AS, indicando que devem possuir funções parcialmente sobrepostas, mas não absolutamente idênticas. A fim de verificar a hipótese difundida de ser ATAF1 o ortólogo de GmNAC30 foram realizados ensaios de interação de ATAF1 com ANAC036 (ortólogo de GmNAC081) pelo sistema de duplo-híbrido de leveduras e análises de expressão gênica de ATAF1 em resposta a estresses osmótico e no retículo endoplasmático (RE). Os resultados obtidos, no entanto, indicaram não ser ATAF1 o ortólogo de GmNAC30, uma vez que não interagiu com ANAC036 pelo sistema de duplo- híbrido, e ao contrário de GmNAC030, não foi induzido por tunicamicina (TUN), embora, assim como GmNAC030, ATAF1 tenha exibido atividade transcricional pelo sistema de mono-híbrido de leveduras. Uma possível interação do gene ATAF1 com a via de morte celular induzida por estresses no RE e osmótico foi avaliada por genética reversa no mutante ataf1-2 que exibiu 75% de redução na expressão de ATAF1. Tanto a expressão basal quanto a expressão induzida por PEG e TUN dos genes NRP-1 e ANAC036, componentes da via de morte celular, foi superior no mutante ataf1-2 do que em Col-0, implicando ATAF1 como possível regulador negativo da via de morte celular mediada por NRPs. Sendo ATAF2 um outro membro do subgrupo SNAC-A que está filogeneticamente muito próximo a GmNAC30, foi avaliada a sua resposta a tratamentos com PEG e tunicamicina em plântulas das linhagens Col-0 e ataf1-2. Foi observada a indução de ATAF2 em resposta a ambos os estresses, sendo que a indução é aumentada no mutante ataf1-2, consistente com o perfil de expressão gênica de integrantes da via de morte celular mediada por NRPs. Coletivamente, estes resultados substanciam o argumento de que ATAF2 possa ser ortólogo de GmNAC030. No entanto, experimentos complementares são necessários para a confirmação dessa hipótese. / The NRP/DCDs- mediated cell death signaling was first described in soybean as an integrative pathway for multiple stresses. The lack of adequate molecular tools for characterization of this pathway in soybean led to the demonstration of its conservation in plant model systems. In Arabidopsis, several members of this family have been described, but the GmNAC30 ortholog remains to be identified. In this investigation, an in silico analysis of the SNAC-A (ATAF) subfamily of GmNAC30 was conducted and demonstrated that SNAC-A is largely distributed in the plant kingdom. As compared to Arabidopsis, the SNAC-A subfamily was expanded in soybean, more likely due to the selective pressure undergone by economically relevant crops towards the maintenance and duplication of stress related genes. Accordingly, an expression analysis of some soybean genes of this subfamily demonstrated that they respond to multiple stresses. The duplicated genes from the soybean SNAC-A subfamily displayed similar profile and induction kinetics by PEG and tunicamycin (TUN). Nevertheless, the pairs exhibited slightly differences in salicylic acid (SA) induction, indicating that they may display partially overlapping, but not absolutely identical functions. To confirm that ATAF1 is a GmNAC030 ortholog, yeast two-hybrid assays for ATAF1-ANAC036 (GmNAC081 otrholog) interaction and analysis of ATAF1 gene expression in response to osmotic and endoplasmic reticulum (ER) stresses were conducted. However, the results indicated that ATAF1 is not likely a GmNAC30 ortholog, as ATAF1 did not interact with ANAC036 in yeast and, opposing to the GmNAC030 expression profile, it was not induced by TUN, although like GmNAC030, ATAF1 was transcriptionally active by the yeast mono-hybrid assay. A possible interaction of ATAF1 with the ER stress- and osmotic stress-induced cell death signaling was monitored by reverse genetic in ataf1-2 mutant, which displayed a 75% reduction in the accumulation of ATAF1 transcripts. Both basal and stress-induced expressions of NRP-1 and ANAC036, components of the cell death pathway, were higher in ataf1-2 than in Col-0, implicating ATAF1 as a possible negative regulator of the NRPs- mediated cell death signaling. Because ATAF2 is another member of the SNAC-A subfamily, which is phylogenetically close related to GmNAC30, its response to PEG and TUN was monitored in Col-0 and ataf1-2 seedlings. ATAF2 was induced by both treatments and the transcript accumulation was further increased in ataf1-2, which was consistent with the expression profile of components of the NRPs-mediated cell death signaling. Collectively, these results substantiate the argument that ATAF2 may be a GmNAC030 ortholog. However, complementary experiments are necessary to confirm this hypothesis.
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Ação toxica da veratrina em mitocondrias e no reticulo sarcomplasmatico / Toxic action of veratrine on mitochondria and sarcoplasmatic reticulum

Freitas, Erika Maria Silva 23 February 2006 (has links)
Orientadores: Maria Alice da Cruz-Hofling, Anibal Eugenio Vercesi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_ErikaMariaSilva_D.pdf: 24578708 bytes, checksum: bf9367ecdbc315a07f58411feea40089 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A veratrina, uma mistura de alcalóides obtidos da espécie de planta Shoenocaulon officinale, é uma toxina lipossolúvel que possui como sítio de ação primária os canais de sódiodependentes de voltagem. Recentemente, nossos estudos mostraram que a veratrina pode causar mionecrose e as evidências sugerem que as mitocôndrias e o retículo sarcoplasmático (RS) possam ser os alvos intracelulares da ação da veratrina. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos tóxicos induzidos por diferentes concentrações de veratrina sobre o consumo de oxigênio, a atividade dos complexos da cadeia respiratória e a ultraestrutura das mitocôndrias através de análises bioquímicas, citoquímicas e morfométricas e de microscopia eletrônica de transmissão...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The veratrine, a mixture of alkaloids obtained from plant Schoenocaulon officinale, is a lipid soluble toxin, which target voltage-gated Na+ channels for their primary action site. Recently, our studies showed that the veratrine may cause myonecrosis and evidences suggested mitochondria and sarcoplasmic reticuIum (SR) as intracellular cell targets. The aim of this work was to investigate the effects caused by variabIe concentration of veratrine on mitochondrial oxygen consumption, respiratory chain enzymes activities and ultrastructure, combining electron microscopy with biochemical, cytochemical and morphometrical analysis. Moreover, we investigated whether the interference on physiology of sodium channels by veratrine it alters the ultrastructure of SR on different types of muscles. Ultrastructural changes were observed on skeletal muscle mitochondria after intramuscular injection or incubation with veratrine...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural
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Liberação fracional de Ca2+ no modelo do retículo sarcoplasmático funcionalmente isolado = experimentação e modelamento matemático / Fractional Ca2+ release in the model of the functionally isolated sarcoplasmic reticulum : experimentation and mathematical modeling

Monteiro, Marina Carneiro 19 August 2018 (has links)
Orientadores: José Wilson Magalhães Bassani, Rosana Almada Bassani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monteiro_MarinaCarneiro_M.pdf: 5677929 bytes, checksum: 5c42afe705a43b66a4505a6ecded7b7c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A fração do conteúdo de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (RS) liberada a cada contração (Fractional Release - FR) em miócitos cardíacos é regulada pela corrente de entrada de Ca2+ através da membrana celular pelos canais de Ca2+ tipo-L (ICa,L) e pelo conteúdo de Ca2+ do RS ([Ca2+]RS). Em trabalho anterior foi desenvolvido, no nosso laboratório, um modelo experimental denominado de modelo do RS funcionalmente isolado (MRSFI). Neste modelo, cardiomiócitos são perfundidos em solução sem Na+ e sem Ca2+, o que torna as suas membranas eletricamente inexcitáveis e inibe o transporte do íon pelo trocador Na+/Ca2+. As variações (transientes) da concentração intracelular de Ca2+ ([Ca2+]i) medidas com o indicador fluorescente Fluo-3 AM (5 ?M, 20 min, 24ºC) são evocadas por aplicação de pulsos rápidos (100 ms) de cafeína (10 mM). No presente trabalho, o MRSFI foi usado para estudo da relação entre FR e [Ca2+]RS na ausência do gatilho fisiológico (ICa,L) para liberação reticular de Ca2.... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The fraction of the sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ content released at a twitch (Fractional Release - FR) in cardiac myocytes is regulated by the transmembrane inward Ca2+ current through the L-type Ca2+ channel (ICa,L) and by the SR Ca2+ content ([Ca2+]SR). In the experimental model of the functionally isolated SR model (FISRM), previously developed in this laboratory, cardiomyocytes are perfused with Na+, Ca2+-free solution, which makes the cells electrically unexcitable and thermodynamically inhibits the sarcolemmal Na+/Ca2+ exchanger. Variations in the intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) was measured with the Ca2+ indicator fluo-3 and Ca2+ transients due to SR release are evoked by pulse-like (100 ms duration) application of 10 mM caffeine. In the present work, the FISRM was used to study the relationship between FR and [Ca2+]SR in the absence of ICa,L, the physiological trigger for the release of Ca2+ from the SR.... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica
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The Effects of Stimulation and Depression of the Reticuloendothelial System on Sidman Avoidance Behavior

Stowe, Judith E. 05 1900 (has links)
The present research explored the role of RES manipulation on ongoing Sidman avoidance behavior. Results of the first phase revealed that both experimental drugs significantly altered RES levels in predicted directions after the first measure; however, only stimulated subjects maintained significant differences after 5 days. No activity-level differences were noted in any subjects due to drugs across time. Sidman avoidance data indicated that RES-stimulated subjects showed significant deterioration in avoidance performance as compared to other groups for the first session. Stimulated subjects were also poorer on the second and third sessions, but statistical significance was not obtained because some saline subjects also showed poorer performance. A rank order correlation revealed that a significant negative correlation existed between RES stimulation and avoidance performance, based on changes in RES levels from baseline to the end of the shock program. These data suggest that increased stress resistance due to RES stimulation may reduce the aversive properties of the shock program, thus decreasing motivation for responding. It was concluded that artificial methods of inducing stress resistance by RES stimulation may be a useful therapeutic technique for patients experiencing psychological stress.
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The Effect of Hypothalamic Stimulation on the Phagocytic Activity of the Reticuloendothelial System

Lambert, Paul Louis 12 1900 (has links)
Although research has linked the central nervous system with changes in immunoresponsivity, research on the possible role of the central nervous system in altering reticuloendothelial activity is lacking. This study investigated the possible relationship between hypothalamic structures and changes in responsivity of the reticuloendothelial system. Eight male albino rats received bilateral electrode implants in the ventromedial area of the hypothalamus and, following brain stimulation, reticuloendothelial activity was assessed 3, 6, 12, 24, and 96 hours after stimulation. Brain stimulation decreased phagocytic activity of the reticuloendothelial system. These findings may increase our understanding of a possible neural mechanism underlying relationships between stress and resistance to disease states.
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Liberação fracional de 'CA POT.2+' do retículo sarcoplasmático em miócitos cardíacos de ratos estimulados em diferentes frequências / Fractional sarcoplasmic reticulum 'CA POT.2+' release in isolated rat ventricular myocytes stimulated at different frequencies

Ricardo, Rafael de Almeida 17 August 2018 (has links)
Orientadores: José Wilson Magalhães Bassani, Rosana Almada Bassani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:35:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo_RafaeldeAlmeida_D.pdf: 1783057 bytes, checksum: 51a4ed51fbdbcd3a024bf9f16c44793c (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A relação força-freqüência é uma característica intrínseca do músculo cardíaco, e se manifesta de diferentes formas, dependendo da espécie, e seus mecanismos ainda não estão totalmente esclarecidos. Um possível mecanismo é a modificação da liberação de Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático (RS), principal fonte do íon para ativar a contração em miocárdio de mamíferos. O principal objetivo deste trabalho foi determinar a relação entre a liberação fracional de Ca2+ do RS (FR) e a freqüência estimulatória em miócito ventricular isolado de rato. O potencial de ação (PA) representativo medido em cada freqüência de interesse foi registrado com a técnica perforated patch clamp em temperatura ambiente (23°C). A corrente de Ca2+ tipo L (ICaL) e o transiente de Ca2+ (D[Ca2+]i, medido com indo-1) foram registrados simultaneamente por meio da técnica action potential clamp. A FR em cada freqüência foi considerada como a relação entre a diferença entre variação total de [Ca2+] e a integral de ICaL, e a carga de Ca2+ do RS ([Ca2+]RS). A duração do PA a 90% de repolarização (APD90) aumentou de 76 ± 9 ms em 0,2 Hz para 130 ± 11 ms em 2 Hz (p<0,05). Em 0,2 Hz, o pico de ICaL foi -4,5 ± 0,7 pA/PF e, com o aumento da freqüência para 2 Hz, foi reduzido para -2,7 ± 0,4 pA/pF (p<0,05). A D[Ca2+]i caiu de 603 ± 56 para 408 ± 32 nM (p<0,05), em 0,2 e 2 Hz, respectivamente. A FR também diminuiu com o aumento da freqüência, de 0,81 ± 0,02 em 0,2 Hz para 0,54 ± 0,02 em 2 Hz (p<0,01), enquanto a [Ca2+]RS permaneceu constante para todas as freqüências utilizadas. O aumento da freqüência estimulatória reduziu a D[Ca2+]i possivelmente devido à redução da FR. É possível que a redução do pico de ICaL, que é o principal trigger de liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático, seja a principal causa da redução da FR. / Abstract: The force-frequency relationship is an intrinsic characteristic of cardiac muscle. It is manifested in different ways depending on the species, and its mechanisms still remain to be completely understood. A possible mechanism is the variation of Ca2+ release by the sarcoplasmic reticulum (SR), the main source of the ion for contraction activation in mammalian myocardium. The main goal of this work was to determine the relationship between the fractional SR Ca2+ release (FR) and stimulatory frequency in isolated rat ventricular myocytes. Action potentials (AP) were recorded at 23ºC using the perforated whole-cell patch-clamp technique at different rates, and the representative AP at each rate was used later as stimulus waveforms (action potential clamp). L-type Ca2+ current (ICaL) and intracellular Ca2+ transient (D[Ca2+]i, measured with indo-1) were recorded simultaneously using action potential clamp. FR at a twitch was assumed to be the ratio of the systolic variation in total [Ca2+] minus ICaL integral, and the SR content ([Ca2+]SR). AP duration at 90% repolarization (APD90) increased from 76 ± 9 ms at 0.2 Hz to 130 ± 11 ms at 2 Hz (p<0.05). At 0.2 Hz, ICaL peak was -4.5 ± 0.7 pA/pF, and it decreased to -2.7 ± 0.4 pA/pF with increasing frequency to 2 Hz (p<0.05). D[Ca2+]i decreased from 603 ± 56 nM to 408 ± 32 nM (p<0,05), at 0.2 and 2 Hz, respectively. FR also decreased with frequency, from 0.81 ±0.02 at 0.2 Hz to 0.54 ±0.02 at 2 Hz (p<0.01), whereas [Ca2+]SR did not change significantly. The negative relationship between Ca2+ transient amplitude and stimulation rate is likely to be due to the observed decrease in SR Ca2+ release. Lower FR at higher rates might be due to decrease in ICaL peak, which is the main trigger of SR Ca2+ release. / Doutorado / Engenharia Biomedica / Doutor em Engenharia Elétrica
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Modelo experimental e instrumentação para estudo da função do reticulo sarcoplasmatico no transporte de Ca 2+ no coração / Experimental model and instrumentation for the study of sarcoplasmic reticulum Ca 2+ transport in the heart

Soriano, Diogo Coutinho 20 June 2007 (has links)
Orientadores: Jose Wilson Magalhães Bassani, Rosana Almada Bassani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T15:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soriano_DiogoCoutinho_M.pdf: 3276695 bytes, checksum: c47b4ce326955b65ff10f5c2891b25c2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: No presente trabalho foi desenvolvido um instrumento capaz de quantificar de forma simultânea o encurtamento celular e a concentração citosólica de Ca2+ ([Ca2+]i), utilizando o indicador fluorescente fluo-3. A instrumentação foi aplicada para estudar o papel da ATPase de Ca2+ do RS (SERCA, principal transportador responsável pelo relaxamento celular e pela reposição do estoque de Ca2+ intracelular) na remoção de Ca2+ do citosol em miócitos cardíacos isolados de rato, o que exigiu o desenvolvimento de um protocolo experimental específico. O protocolo experimental desenvolvido consistiu em tornar inoperante o principal competidor da SERCA pelo Ca2+ citosólico, o trocador Na+/Ca2+ (NCX), pela perfusão da célula com solução sem Ca2+ e sem Na+. Nesta situação, considera-se que os demais transportadores de Ca2+ (ATPase de Ca2+ do sarcolema e uniporter mitocondrial de Ca2+) transportem o íon a uma taxa baixa demais para competir com a SERCA. A liberação do Ca2+ do RS foi induzida por pulsos rápidos de cafeína, e foram medidos a amplitude (?[Ca2+]i) e tempo para 50 % de queda (t1/2) dos transientes de [Ca2+]i na ausência e na presença de fármacos que afetam a taxa de captação de Ca2+ pela SERCA. Foram analisados os efeitos do agonista de receptores beta-adrenérgicos isoproterenol (ISO), que promove estimulação da SERCA, e de 2,5-di-(tert-butil) hydroquinona (tBQ), que atua como inibidor da enzima. ISO causou redução significativa do t1/2 de queda do [Ca2+]i (p< 0,01), sem alteração significativa de ?[Ca2+]i (p> 0,05). Já no caso do tBQ, foi observado um aumento significativo do t1/2 de queda do [Ca2+]i (p< 0,01) e redução da ?[Ca2+]i, (p< 0,05). Um modelo teórico da literatura foi adaptado para descrever matematicamente o modelo experimental proposto. As simulações com alterações nos parâmetros cinéticos da SERCA pelos fármacos (de acordo com dados da literatura) foram razoavelmente bem sucedidas em reproduzir os dados experimentais com relação ao tempo de remoção do Ca2+ do citosol. Portanto, foi apresentada aqui uma nova ferramenta experimental e teórica para estudar a captação de Ca2+ pela SERCA em miócitos cardíacos intactos / Abstract: The goal of this work was to develop an instrument for simultaneous measurement of cell shortening and cytosolic Ca2+ concentration ([Ca2+]i), by using the fluorescent Ca2+ indicator fluo-3. The instrument was applied to study the uptake of cytosolic Ca2+ by the sarcoplasmic reticulum (RS) Ca2+- ATPase (SERCA, the main transporter responsible for cell relaxation in intact isolated rat ventricular myocytes). For this purpose, the development of a specific experimental protocol was required. In this protocol, the main competitor of SERCA by cytosolic Ca2+, the Na+/Ca2+ exchanger (NCX), was disabled by removal of extracellular Ca2+ and Na+. In this situation, it may be assumed that the other Ca2+ transporters (sarcolemmal Ca2+-ATPase and mitochondrial Ca2+ uniporter) are too slow to compete with SERCA. SR Ca2+ release was induced by short, rapid caffeine pulses, and the amplitude (?[Ca2+]i) and time for 50% [Ca2+]i decline (t1/2) of the resulting [Ca2+]I transients were measured in the absence and in the presence of drugs that affect the rate of SR Ca2+ uptake by SERCA, namely the beta-adrenergic receptor agonist isoproterenol (ISO), which causes increase in SERCA activity, and 2,5-di-(tert-butyl) hydroquinone (tBQ), which inhibits the enzyme. ISO caused significant reduction of t1/2 (p< 0,01), without any significant change in ?[Ca2+]i (p> 0,05). In case of tBQ, significant increase of t1/2 (p< 0,01) and reduction of ?[Ca2+]I (p< 0,05) were observed. A theoretical model (Tang & Othmer, 1994) was adapted for mathematical description of the experimental model proposed. Simulation of the effects of the drugs, in which SERCA kinetic parameters were changed according to data obtained from literature, were reasonably successful at reproducing the cytosolic [Ca2+]i kinetics observed experimentally / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

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