alpha-melanocyte stimulating hormone (alpha-MSH) is an important regulator of food intake, metabolic rate, and inflammation. Recently, alpha-MSH was shown to influence sympathetic activity and blood pressure regulation. In the present study, we investigated the cardiovascular effects of alpha-MSH in the nucleus tractus solitarii (NTS) of spontaneously hypertensive rats (SHR). Because nitric oxide (NO) is well-known to involve in central cardiovascular regulation, we elucidated the role of NO in the cardiovascular responses induced by alpha-MSH. In urethane-anesthetized SHR, unilateral microinjection of alpha-MSH (0.3-300 pmol) into the NTS produced dose-responsive depressor and bradycardic effects. The cardiovascular effects of alpha-MSH were abrogated by the antagonist of melanocortin receptor (MC3/4-R), SHU9119. Pretreatment with precursor of nitric oxide, L-arginine, enhanced the duration of alpha-MSH-mediated hypotensive effects, whereas prior application of L-NAME, a universal inhibitor of nitric oxide synthase (NOS), significantly attenuated the effects of alpha-MSH. Prior injection with inhibitor of inducible NOS, aminoguanidine, but not inhibitor of neuronal NOS, 7-nitroindazole, attenuated the hypotensive effect of alpha-MSH. In summary, these results indicated alpha-MSH induced depressor and bradycardic effects in the NTS of SHR. Besides, the hypotensive mechanism of alpha-MSH was mediated via MC4-R and involved with iNOS activation in the NTS of SHR.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A hipertensão essencial humana, bem como a hipertensão desenvolvida em Ratos Espontaneamente Hipertensos (SHR), são caracterizadas pelo desenvolvimento de Pressão Arterial (PA) elevada na medida em que a idade avança, sem identificação da causa primária. Está bem estabelecido que este modelo animal apresenta estresse oxidativo (EOx) concomitante a hipertensão. O mecanismo pelo qual o antioxidante reduz a pressão não está claro, por essa razão, é necessário avaliar o comportamento destas enzimas envolvidas na homeostase da PA. Ratos Wistar-Kyoto (WKY) e SHR machos receberam ácido ascórbico, 200 mg / kg / dia por sonda orogástrica durante cinco semanas. A PA, a Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE), o Sistema Renina-Angiotensina (SRA), o Peptídeo Natriurético Atrial (ANP) e o EOx foram comparados entre os grupos por pletismografia, estereologia, microscopia confocal de varrimento a laser, microscopia eletrônica de transmissão, western blotting e análise do RT-qPCR. Os SHR tratados com ácido ascórbico reduziram a PA e a HVE. Além disso, as enzimas envolvidas na homeostase da PA, a renina e a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) normalizaram-se, bem como os Receptores tipo 1 de Angiotensina II (AT1). A grande quantidade de grânulos de ANP no grupo SHR foi reduzida pelo tratamento com ácido ascórbico. O balanço oxidativo foi restabelecido nos SHR tratados com este antioxidante. O EOx nos SHR eleva os níveis de renina e de PA. Estas espécies reativas de oxigênio podem ser envolvidas no mecanismo de sinalização para aumentar a expressão de ANP nos miócitos atriais. Estes dados também mostram que o tratamento com o antioxidante (vitamin C) reduz o EOx e normaliza a PA ao menos parcialmente pela redução de taxas de renina. / The essential hypertension, as well as the Spontaneously Hypertensive Rat (SHR), is characterized by the development of high BP (BP) with advancing age, with no identified primary cause. It is well established that this animal model presents OxS concomitant hypertension. The mechanism, by which the antioxidant reduces the pressure, is not clear, for this reason, it is necessary to evaluate the behavior of enzymes involved in the homeostasis of BP. Male Wistar-Kyoto (WKY) rats and SHR received ascorbic acid, 200 mg / kg / day by orogastric gavage with lasted five weeks. The BP, Left Ventricular Hypertrophy (LVH), renin-angiotensin system (RAS), Atrial Natriuretic Peptide (ANP) and OxS results have been extensively compared among groups by plethysmography, stereology, confocal laser scanning microscopy, transmission electron microscopy, western blotting and RT-qPCR analysis. The SHR treated with ascorbic acid reduced BP and LVH. Also, the enzymes involved in the homeostasis of BP, renin and Angiotensin Converting Enzyme (ACE) normalized, as well as Angiotensin II type 1 receptor (AT1R). The large amount of ANP granules in SHR group was reduced by treatment with ascorbic acid. Oxidative balance was reestablished in SHR treated with this antioxidant. OxS in SHR elevates renin levels and BP. These reactive oxygen species may be involved in the signaling mechanism for increased expression in ANP atrial myocytes. These data also show that treatment with antioxidant (vitamin C) reduces OxS and normalizes BP at least partly by reducing rates of renin.

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Aumento das ERO pode gerar ativação de vias sinalizadoras como a do fator nuclear kappa B (NF-kB) e das proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPK). Alterações dessas vias contribuem para o processo de remodelamento cardíaco causado pela HAS. O exercício físico desempenha importante papel na atenuação dos fatores de risco cardiovascular como a HAS. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar a influência do treinamento físico sobre o remodelamento cardíaco de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) na fase que antecede o desenvolvimento de insuficiência cardíaca. Métodos: Foram constituídos quatro grupos experimentais de ratos: normotensos Wistar (W) sedentários (W-SED, n=27); W exercitados (W-EX, n=31); SHR sedentários (SHR-SED, n=27); e SHR exercitados (SHR-EX, n=32). A partir de 13 meses de idade, os animais dos grupos exercitados foram submetidos a protocolo de exercício em esteira, cinco dias por semana, durante quatro meses. A avaliação estrutural e funcional in vivo do coração foi realizada por ecocardiograma. A função miocárdica in vitro foi avaliada em preparações de músculo papilar isolado do ventrículo esquerdo (VE). Amostras de tecido do VE foram obtidas para análises bioquímicas, histológicas e moleculares. A avaliação do colágeno miocárdico total foi realizada pela histologia e por quantificação de hidroxiprolina. O tamanho dos miócitos foi medido em cortes histológicos do VE. A atividade das enzimas antioxidantes foi quantificada por espectrofotometria. A atividade da NADPH oxidase foi avaliada pela redução da lucigenina. A quantificação proteica dos colágenos I e III, lisil oxidase, vias MAPK e NF-kB, e inibidores teciduais 1 e 2 das metaloproteinases foi realizada por Western blot. A atividade das metaloproteinases foi realizada por zimografia. As comparações entre os grupos foram realizadas por análise de variância (ANOVA) complementada pelo teste de Bonferroni (distribuição normal), ou o teste de Kruskal-Wallis complementado pelo teste de Dunn (distribuição não normal). Resultados: A pressão arterial sistólica foi maior nos grupos SHR. Os grupos exercitados apresentaram maior capacidade física. Os sinais de insuficiência cardíaca foram maiores nos grupos hipertensos em relação aos controles, e o grupo SHR-EX apresentou menor prevalência de derrame pleural e taquipneia em comparação ao SHR-SED. O ecocardiograma mostrou reduções da espessura da parede do VE, espessura relativa do VE, diâmetro do átrio esquerdo e melhora do relaxamento no grupo SHR-EX vs. SHR-SED. O estudo da função miocárdica in vitro mostrou melhor performance no grupo SHR-EX (derivada positiva da tensão desenvolvida) vs. SHR-SED. O grupo SHR-EX mostrou maior atividade das enzimas antioxidantes em comparação SHR-SED. A produção de hidroperóxido de lipídeo, diâmetros dos miócitos, expressões proteicas da JNK fosforilada e da IkB total foram maiores nos grupos hipertensos. A quantificação de hidroxiprolina, malondialdeído, atividade da NADPH oxidase, expressões proteicas do colágeno III, lisil oxidase, TIMP-1, JNK total, p38 fosforilada, p65 fosforilada e total e IkB fosforilada não apresentaram diferença entre os grupos. A fração colágena intersticial, a atividade da MMP-2 e a expressão proteica da p38 total, ERK total e fosforilada foram maiores no SHR-SED em comparação com controle. O exercício causou redução da atividade da MMP-2 e da expressão da ERK fosforilada nos ratos hipertensos. Conclusão: O exercício físico em ratos espontaneamente hipertensos atenua o remodelamento cardíaco que está associado à melhora da tolerância ao esforço físico e redução da frequência de sinais de insuficiência cardíaca. Além disso, associa-se ao aumento da atividade das enzimas antioxidantes, diminuição da fosforilação da ERK e da atividade da MMP-2, e atenuação da expressão proteica da ERK total. / Introduction: The pressure overload caused by systemic arterial hypertension (SAH) may change the collagen architecture, induce fibrosis, as well as imbalance between the reactive oxygen species (ROS) production and antioxidant capacity. Increased ROS leads to activation of signaling pathways such as nuclear factor kappa B (NF-kB) and mitogen-activated protein kinases (MAPK). Alterations in these pathways contribute to cardiac remodeling process induced by SAH. Physical exercise plays an important role in mitigating cardiovascular risk factors such as hypertension. Therefore, the aim of this study was to evaluate the influence of physical training, started before clinical evidence of heart failure, on cardiac remodeling in spontaneously hypertensive rats (SHR). Methods: Four experimental groups were used: sedentary (W-SED n=27) and trained (W-EX, n=31) normotensive Wistar rats, and sedentary (SHR-SED, n=27) and exercised (SHR-EX, n=32) hypertensive rats. Rats of the exercise groups underwent a protocol of treadmill exercise five days a week, for four months; exercise started at 13 months of age. Echocardiogram was performed to evaluate in vivo cardiac structures and function. In vitro myocardial function was analyzed in left ventricular (LV) papillary muscle preparations. LV tissue samples were obtained for biochemical, histological, and molecular analysis. Total myocardial collagen was assessed by histology and hydroxyproline quantification. Cardiomyocyte size was measured in LV histological sections. Antioxidant enzymes activity was quantified by spectrophotometry. NADPH oxidase activity was analyzed by reduction of lucigenin. Protein expression of collagen I and III, lysyl oxidase, MAPK and NF-kB, and metalloproteinases tissue inhibitors 1 and 2 was quantified by Western blot. The activity of metalloproteinases was evaluated by zymography. Comparisons between groups were performed by two factors analysis of variance (ANOVA), complemented with the Bonferroni test (normal distribution), or Kruskal-Wallis complemented with Dunn test (non-normal distribution). Results: Systolic blood pressure was higher in the SHR groups. The exercised groups showed greater physical capacity. Prevalence of heart failure signs was higher in the hypertensive groups compared to controls, and the SHR-EX group showed lower prevalence of pleural effusion and tachypnea compared to SHR-SED. Echocardiogram showed lower LV wall thickness, LV relative wall thickness, left atrium diameter, and relaxation time in the SHR-EX group vs. SHR-SED. Myocardial functional study showed better performance in the SHR-EX group (positive derivative of the developed tension) vs. SHR-SED. The SHR-EX group showed higher antioxidant enzymes activity compared to SHR-SED. Lipid hydroperoxide production, myocyte diameters, and phosphorylated JNK and total IkB protein expression were higher in the hypertensive groups. Quantification of hydroxyproline, malondialdehyde, NADPH oxidase activity, and protein expression of collagen III, lysyl oxidase, TIMP-1, total JNK, phosphorylated p38, phosphorylated and total p65, and phosphorylated IkB did not differ between groups. The interstitial collagen fraction, MMP-2 activity, protein expression of total p38, and total and phosphorylated ERK were higher in the SHR-SED group compared to normotensive control. Physical exercise reduced the MMP-2 activity and the phosphorylated ERK expression in hypertensive rats. Conclusion: Physical exercise in spontaneously hypertensive rats attenuates cardiac remodeling associated with improved physical capacity and reduced prevalence of heart failure signs. In addition, it is associated with increased antioxidant enzymes activity, decreased ERK phosphorylation and MMP-2 activity, and attenuation of total ERK protein expression. / FAPESP: 2014/00747-1

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A hipertensão essencial humana, bem como a hipertensão desenvolvida em Ratos Espontaneamente Hipertensos (SHR), são caracterizadas pelo desenvolvimento de Pressão Arterial (PA) elevada na medida em que a idade avança, sem identificação da causa primária. Está bem estabelecido que este modelo animal apresenta estresse oxidativo (EOx) concomitante a hipertensão. O mecanismo pelo qual o antioxidante reduz a pressão não está claro, por essa razão, é necessário avaliar o comportamento destas enzimas envolvidas na homeostase da PA. Ratos Wistar-Kyoto (WKY) e SHR machos receberam ácido ascórbico, 200 mg / kg / dia por sonda orogástrica durante cinco semanas. A PA, a Hipertrofia Ventricular Esquerda (HVE), o Sistema Renina-Angiotensina (SRA), o Peptídeo Natriurético Atrial (ANP) e o EOx foram comparados entre os grupos por pletismografia, estereologia, microscopia confocal de varrimento a laser, microscopia eletrônica de transmissão, western blotting e análise do RT-qPCR. Os SHR tratados com ácido ascórbico reduziram a PA e a HVE. Além disso, as enzimas envolvidas na homeostase da PA, a renina e a Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) normalizaram-se, bem como os Receptores tipo 1 de Angiotensina II (AT1). A grande quantidade de grânulos de ANP no grupo SHR foi reduzida pelo tratamento com ácido ascórbico. O balanço oxidativo foi restabelecido nos SHR tratados com este antioxidante. O EOx nos SHR eleva os níveis de renina e de PA. Estas espécies reativas de oxigênio podem ser envolvidas no mecanismo de sinalização para aumentar a expressão de ANP nos miócitos atriais. Estes dados também mostram que o tratamento com o antioxidante (vitamin C) reduz o EOx e normaliza a PA ao menos parcialmente pela redução de taxas de renina. / The essential hypertension, as well as the Spontaneously Hypertensive Rat (SHR), is characterized by the development of high BP (BP) with advancing age, with no identified primary cause. It is well established that this animal model presents OxS concomitant hypertension. The mechanism, by which the antioxidant reduces the pressure, is not clear, for this reason, it is necessary to evaluate the behavior of enzymes involved in the homeostasis of BP. Male Wistar-Kyoto (WKY) rats and SHR received ascorbic acid, 200 mg / kg / day by orogastric gavage with lasted five weeks. The BP, Left Ventricular Hypertrophy (LVH), renin-angiotensin system (RAS), Atrial Natriuretic Peptide (ANP) and OxS results have been extensively compared among groups by plethysmography, stereology, confocal laser scanning microscopy, transmission electron microscopy, western blotting and RT-qPCR analysis. The SHR treated with ascorbic acid reduced BP and LVH. Also, the enzymes involved in the homeostasis of BP, renin and Angiotensin Converting Enzyme (ACE) normalized, as well as Angiotensin II type 1 receptor (AT1R). The large amount of ANP granules in SHR group was reduced by treatment with ascorbic acid. Oxidative balance was reestablished in SHR treated with this antioxidant. OxS in SHR elevates renin levels and BP. These reactive oxygen species may be involved in the signaling mechanism for increased expression in ANP atrial myocytes. These data also show that treatment with antioxidant (vitamin C) reduces OxS and normalizes BP at least partly by reducing rates of renin.

This dissertation focus on spontaneously developed forests (SDFs) on mesic stands. The present tree layer was described and the possible changes in the tree layer was estimated. Influence of site- and context-dependent factors on the species composition and general character of the herb layer was studied in detail. An experiment was established to study seed and safe-site limitation of nine forest herb species.

Arterial hypertension it is the leading risk factor for cardiovascular disease. Its prevalence appears to be about 30-45% of the general population. Despite current knowledge the long-term adherence to cardiovascular drugs is still low in hypertension treatment. The Brazilian red propolis has a large content of phenols compounds such as isoflavones, this have been reported to exert beneficial effects in cardiovascular disease, including hypertension. Therefore the objective of this study was to investigate cardiovascular effects from a red propolis gastroretentive system (ESPV, patents register numbers BR 10 2012 013590-6 A2 and WO 2014/186851) in spontaneously hypertensive rats (SHR). The HPLC-UV analysis showed in ESPV chemical composition the presence propolis chemical markers: daidzein, biochanin A, liquiritigenin, pinobanksin, isoliquiritigenin, formononetin and pinocembrina. The cytotoxicity from ESPV was evaluate on macrophage J774 by MTT assay and exhibited IC50 = 72.86 μg/mL. Intravenous injection of ESPV caused a hipotensive dose-dependent effect at 0.1, 0.5, 1, 5 and 10 mg/kg, unchanges heart rate in conscious SHR. The hypotensive effect was not affected by anesthesia. In intact rings of rat mesenteric artery pre-contracted with 10 μM phenylephrine, ESPV induced relaxations (Emax = 100 ± 0.4 %; pD2 = 1.08 ± 0.02 μg/mL) that were affected by endothelium removal, (Emax = 56.7 ± 2 %; pD2 = 1.37 ± 0.04 μg/mL). In an antihypertensive study, ESPV (75 and 150 mg/kg) was orally administered to Juvenile (11-week-old) and young adult (24-week-old) SHRs, and the systolic pressure were measured using the tail-cuff method before and 7, 14, 21 and 28 days after beginning of treatment. Was observed a significant antihypertensive effect from 14th day of treatment only in young adult SHR, with decreased by 56 mmHg compared with baseline systolic blood pressure. Furthermore, the treatment reduced left ventricular hypertrophy in young adult SHR as evident by myocardial morphometry. The vascular function of mesenteric arteries was also investigated at the end of the treatment with ESPV in young adult SHR, the endothelium-independent relaxations to sodium nitroprusside (10-3 to 3.10-4 M) was unchanged compared to control. For other hand, endothelium-dependent relaxations to acetylcholine (10-3 to 3.10-4 M) was markedly improve (Emax = 76.4 ± 3.8% e pD2 = -8.72 ± 3.8 M). We therefore investigated vascular reactivity to acetylcholine (10-3 to 3.10-4 M) also in the presence of the nonspecific NOS inhibitor L-NAME (3.10-3 M), in order to assess NO-dependent relaxation. In these, relaxation response was abolished (Emax = 18.9 ± 1.65% e pD2 = -5.12 ± 0.33 M). Similary, the acetylcholine relaxation in the presence of L-NAME plus a cyclooxygenase antagonist, indomethacin (10-3 M), was too antagonized (Emax = 15.90 ± 1.32 % e pD2 = -5.39 ± 0.24 M), indicating that the response to ESPV treatement involves the enhancement of the nitric oxide via NOS relaxations. These results disclosed that ESPV is effective to lower blood pressure only of young adult SHR, its antihypertensive effect is associated with lowering left ventricular hypertrophy and probably by decrease peripheral vascular resistance, improving endothelial function and increasing the NO-dependent relaxation via NOS. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estima-se que hipertensão arterial é o principal fator de risco para doença cardiovascular. Sua prevalência parece ser cerca de 30-45% da população mundial. Contudo, apesar do conhecimento atual, a adesão ao tratamento da hipertensão a longo prazo ainda é baixa. A própolis vermelha brasileira apresenta grande teor de compostos fenólicos em sua constituição química, dentre os quais destacam-se as isoflavonas, metabólitos com efeitos benéficos para doenças cardiovasculares, incluindo hipertensão. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos cardiovasculares de um sistema gastrorresistente de própolis vermelha (ESPV, patentes registradas BR 10 2012 013590-6 A2 e WO 2014/186851) em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). A análise HPLC-UV demonstrou a presença dos marcadores químicos para propolis na composição química do ESPV: daidzeína, biochanina A, liquiritigenina, pinobanksina, isoliquiritigenina, formononetina e pinocembrina. A avaliação da citotoxicidade de ESPV, em macrófagos J774 através do ensaio de MTT, revelou IC50 = 72,86 μg/mL. A injeção intravenosa de ESPV causou um efeito hipotensor dependente de dose (0,1; 0,5; 1; 5 e 10 mg/kg), sem alterar a freqüência cardíaca em SHR consciente. O efeito hipotensor não foi afetado pela anestesia. Em anéis de artéria mesentérica pré-contraídos com fenilefrina 10 μM, ESPV induziu vasorrelaxamento (Emax = 100 ± 0,4%; pD2 = 1,08 ± 0,02 μg/mL) que foi afetado pela remoção do endotélio (Emax = 56,7 ± 2%; PD2 = 1,37 ± 0,04 μg/mL). Na avaliação do efeito anti-hipertensivo, o ESPV (75 e 150 mg / kg) foi administrado oralmente a SHRs jovens (11 semanas de idade) e adultos jovens (24 semanas de idade), a pressão sistólica foi então avaliada através do método de medida indireta de pressão arterial tail-cuff antes e 7, 14, 21 e 28 dias após o início do tratamento. Desta forma, observou-se um efeito anti-hipertensivo significativo a partir do 14º dia de tratamento apenas em SHR de adultos jovens, com diminuição de 56 mmHg em comparação com a pressão arterial sistólica basal. Além disso, o tratamento reduziu a hipertrofia ventricular esquerda em SHR de adultos jovens como evidenciado pela morfometria miocárdica. Além disso, a função vascular das artérias mesentéricas de SHR tratados com SHR também foi investigada, o relaxamento independente do endotélio foi avaliado através de uma curva concentração-resposta para nitroprussiato de sódio (10-3 – 3.10-4 M), e sob estas condições permaneceram inalteradas em comparação ao controle. Por outro lado, o relaxamento dependentes do endotélio à avaliado através da curva para acetilcolina (10-3 – 3.10-4 M) apresentou melhorara significativa (Emax = 76,4 ± 3,8% e pD2 = -8,72 ± 3,8 M). Por conseguinte, para avaliar o relaxamento dependente de NO, investigou-se a reatividade vascular à acetilcolina (10-3 – 3.10-4 M) na presença do inibidor inespecífico de NOS, L-NAME (3.10-3 M). Nestas condições, a resposta relaxante foi abolida (Emax = 18,9 ± 1,65% e pD2 = -5,12 ± 0,33 M). Resultados similares, foram obtidos ao avaliar o relaxamento da acetilcolina na presença de L-NAME mais um antagonista da ciclo-oxigenase, a indometacina (10-3 M) (Emax = 15,90 ± 1,32% e pD2 = -5,39 ± 0,24 M), indicando que a resposta ao tratamento com ESPV envolve o aumento do relaxamento dependente de óxido nítrico via NOS. Estes resultados revelaram que o ESPV é eficaz para promover redução da pressão arterial apenas de SHR adultos jovens, que o efeito anti-hipertensivo está associado com a redução da hipertrofia ventricular esquerda e provavelmente pela diminuição da resistência vascular periférica, melhorando a função endotelial e aumentando o relaxamento dependente de NO através da NOS.

A linhagem de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) tem sido utilizada para como modelo animal para hipertensão humana, uma vez que estes animais desenvolvem pressóricos aumentados, hipertrofia ventricular esquerda, aumento de colágeno intersticial e disfunção diastólica. Embora o excesso de colágeno fibrilar tenha sido bem estudado neste modelo e esteja envolvido na insuficiência cardíaca observada, não há estudos quantitativos acurados (baseados na estereologia) para avaliar precisamente o volume tecidual ocupado pelo colágeno fibrilar e o remodelamento das fibrilas de colágeno segundo seu diâmetro uma vez que variações no diâmetro das fibrilas têm grande impacto funcional Mais ainda, nunca foi estudado neste modelo o remodelamento das fibras do sistema elástico (oxitalânicas, elaunínicas e elásticas propriamente ditas), que juntamente com o componente colagênico são responsáveis pelas características biomecânicas do tecido. Assim sendo, os corações de ratos Wistar (WIS), Wistar Kyoto (WKY) e SHR foram submetidos a análise hemodinâmicas e foram processados para microscopia de luz e eletrônica, segundo amostragem estereológica. Cortes corados com HE foram utilizados para avaliação do diâmetro dos cardiomiócitos e do volume absoluto do coração e do ventrículo esquerdo; cortes corados com Picrossirius-hematoxilina foram utilizados para a avaliação da fração de volume ocupada por colágeno no ventrículo esquerdo e volume absoluto de colágeno; cortes ultra-finos foram utilizados para avaliação do diâmetro das fibrilas de colágeno cortadas transversalmente e para avaliação da distribuição das fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas. Os resultados mostram que a hipertrofia ventricular dos animais SHR deveu-se à hipertrofia dos cardiomiócitos associada à maior quantidade de colágeno fibrilar (3,8 x maior no SHR que no WIS). A análise ultraestrutural mostrou que as fibrilas de colágeno no endomísio variam, em nanômetros, de 31 a 53 nos animais WIS, de 36 a 67 nos WKY e de 31 a 85 nos SHR, com medianas respectivamente de 39,58, 48,38 e 54,39, sendo que do ponto de vista estatístico a distribuição dos diâmetros das fibrilas colágenas dos animais SRH é diferente das outras duas linhagens.A análise uttra-estrutural das fibras do sistema elástico mostrou que as fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas apresentam uma distribuição diferencial nos diversos compartimentos da parede cardíaca dos animais, sendo que nas três linhagens há fibras elásticas propriamente ditas no endocárdio e epicárdio; no entanto, no perimísio as fibras elásticas e elaunínicas aparecem raramente nos ratos SRH e com maior freqüência nos WIS e WKY; no endomísio dos ratos SRH não foi possível observar a mesma riqueza de fibras elásticas e elaunínicas presentes nas outras linhagens, havendo assim um predomínio de fibras oxitalânicas no vi endomísio dos animais SHR. Os resultados mostram que, além das modificações quantitativas no conteúdo de colágeno no miocárdio do ventrículo esquerdo dos animais SHR, há também uma alteração qualitativa na população de fibrilas colagênicas que passa a ser constituída por fibrilas mais grossas. Mais ainda, os resultados mostram que, em relação às fibras do sistema elástico, a predominância de fibras oxitalânicas no endomísio dos animais SHR sugere que as forças de tensão maiores no coração destes animais modulem não somente o sistema colagênico mas também o sistema elástico no sentido de acumular fibras que suportam melhor as cargas, contribuindo para a perda da complacência da parede ventricular / The strain of spontaneously hypertensive rats (SHR) has been used as an animal model for human hypertension, since these animals develop increased blood pressure, left ventricular hypertrophy, increased interstitial collagen and diastolic dysfunction. Although excess fibrillar collagen has been well studied in this model and is involved in observed heart failure, there are no accurate quantitative studies (i.e., based on stereology) to precisely assess the volume of tissue occupied by fibrillar collagen neither the remodeling of collagen fibrils with respect to their diameters, and such studies are very important because variations in the diameter of the fibrils have a major functional impact. Moreover, the remodeling of elastic system fibers (oxytalan, elauninic and elastic proper), which together with the collagenous component are responsible for biomechanical features of the tissue, has never been studied in this model. Thus, the hearts of Wistar (WIS), Wistar Kyoto (WKY) and SHR rats went through hemodynamic analysis and were processed for light and electron microscopy, according to stereological sampling criteria. HE-stained sections were used to evaluate the diameter of the cardiomyocytes and the absolute volume of the heart while left ventricular sections stained by Picrosirius-hematoxylin were used to evaluate the volume fraction occupied by collagen in the left ventricle as well as its absolute volume of collagen; ultra-thin sections were used for evaluation of the diameter of transversally sectioned collagen fibrils and for evaluation of the distribution of oxytalan, elauninic and elastic proper fibers. The results show that the ventricular hypertrophy of SHR rats was due to cardiomyocyte hypertrophy associated with a higher amount of fibrillar collagen (3.8 times as high as in the WIS rats). The ultrastructural analysis showed that the collagen fibrils in the endomysium range in nanometers, from 31 to 53 in WIS animals, 36 to 67 in the WKY and 31 to 85 in SHR, with medians 39.58, 48.38 and 54.39, respectively. The distribution of diameters of collagen fibrils is statistically different in SRH animals when compared to the other two strains. The ultrastructural analysis of the fibers of the elastic system showed that oxytalan, elauninic and elastic fibers present a differential distribution across the various compartments of the heart wall of the animals. In the three strains there are elastic fibers proper in the endocardium and epicardium, while in the perimysium, the elastic fibers proper and the elauninic fibers rarely appear in SRH rats, being more frequent in WIS and WKY rats; the endomysium of SRH rats did not exhibit the same richness of elastic fibers proper and elauninic fibers present in other strains, occurring thus a predominance of oxytalan fibers in the endomysium of SHR rats. viii The results also show that, in addition to the quantitative changes in collagen content of left ventricular myocardium of SHR rats, there is a qualitative alteration in the population of collagen fibrils that is richer in thicker fibrils. Moreover, the results show that, with respect to the fibers of the elastic system, the predominance of the oxytalan fibers in the endomysium of SHR rats suggests that the higher tensile forces in the hearts of these animals modulate not only the collagenous system but also the elastic system, entailing accumulation of fibers suited to better support the loads, contributing to the loss of ventricular wall compliance

Human essential hypertension affects over 75 million people in the United States, and can lead to death due to its several serious health complications such as hypertension-related cardiovascular disease. The purpose of this research was to understand how hypertension could cause physiological changes to the microcirculation, specifically the PO2 dependence of oxygen consumption (VO2) in skeletal muscle of normotensive and hypertensive rats. The Spontaneously Hypertensive Rat (SHR) strain was used as the diseased model, and Wistar-Kyoto (WKY) rats were used as controls to conduct this study. The SHR strain develops hypertension between 5-6 weeks after birth with an average systolic blood pressure of 150 mmHg. By arresting blood flow using an objective-mounted inflatable airbag, PO2 measurements were obtained along with an oxygen disappearance curve (ODC), which was used to calculate VO2 over various ranges of physiological PO2 values. PO2 and VO2 curves were analyzed based on Hill’s equation to fit the data and describe the PO2 dependence of VO2. When compared to the healthy Wistar-Kyoto rats, the SHRs exhibited a higher Vmax, or maximum rate of oxygen consumption. The average maximal rate of consumption by the hypertensive animal models could be a consequence of a “mitochondrial uncoupling” or some disconnect in the mitochondrial oxygen consumption and the normal corresponding ATP production. In conclusion, this project demonstrated that in situ muscle tissue from hypertensive and normotensive rats had a PO2 dependence of oxygen consumption over a wide range of physiological PO2 values and the hypertensive rats consumed oxygen at a higher maximal rate.

Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-07T15:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_Mariza_M.pdf: 1934217 bytes, checksum: d2b5831163c6c6be9fad1f62fd40b3fc (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Peptídeos inibidores da enzima conversora de angiotensina (ECA) presentes em alimentos têm despertado o interesse de muitos pesquisadores, pois há evidências que sua ingestão, possa auxiliar na prevenção e no tratamento não medicamentoso da hipertensão. O potencial da atividade anti-hipertensiva de peptídeos tem sido avaliado principalmente com relação à capacidade de inibir a ECA, que tem papel fundamental na regulação da pressão arterial. Desta forma, inúmeros estudos têm focado a produção e o isolamento de peptídeos com atividade inibidora da ECA a partir de proteínas de diferentes fontes alimentícias, embora ainda pouco se conhece sobre a biodisponibilidade destes peptídeos. O presente estudo teve como objetivos: avaliação da influência das enzimas do trato gastrintestinal na atividade inibitória da ECA de hidrolisados protéicos e sua correlação com a atividade anti-hipertensiva avaliada in vivo e avaliar o efeito antihipertensivo e na função renal de hidrolisados de diferentes fontes. Utilizou-se hidrolisados comerciais de diferentes fontes protéicas: caseína (Hyprol 8052), soro de leite (Hyprol 3301) e glutén de trigo (Hyprol 4137) fornecidos pela Kerry Bio-Science; caseina (CE90ACE), soro de leite (WE80BG) e soja (SE50BT), doados pela DMV International e colágenos hidrolisados de origem bovina e suína (Gelita South América). Os colágenos hidrolisados foram fracionados em sistema de ultrafiltração com membranas de cut off de 30 a 50 kDa, 5 a 8 kDa e 1 a 2 kDa, obtendo-se os permeados P1 (PM< 30-50kDa), P2 (PM< 5-8kDa) e P3 (PM< 1-2 kDa), respectivamente. Os hidrolisados foram caracterizados físico-quimicamente e em seguida analisados quanto à capacidade de inibição da ECA antes e após a digestão gastrintestinal in vitro, e atividade anti-hipertensiva em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) por via oral. Os produtos que apresentaram as melhores atividades in vivo foram avaliados quanto à sua influência na função renal dos animais e efeito hipotensor prolongado na pressão arterial de SHR, em experimento crônico. A hidrólise gastrintestinal in vitro promoveu efeito variável sobre a atividade inibitória da ECA. Os hidrolisados de maior peso molecular, colágenos hidrolisados bovino e suíno, apresentaram aumento significativo da potência inibitória da ECA. Por outro lado, observou-se redução na capacidade de inibir a ECA dos hidrolisados com menor peso molecular, como os hidrolisados da caseína (Hyprol 8052 e CE90ACE), soro de leite (Hyprol 3301) e soja (SE50BT). Os colágenos hidrolisados bovino e suíno e suas frações, tanto antes como após a digestão gastrintestinal in vitro apresentaram menor potência inibitória da ECA que os demais hidrolisados. Todos os hidrolisados anali sados foram capazes de induzir redução significativa da pressão arterial de SHR, exceto os colágenos hidrolisados bovino (CHB) e suíno (CHS) não fracionados. Os hidrolisados do soro de leite (WE80BG), caseína (CE90ACE), fração P1 do colágeno bovino e suíno (CHBP1 e CHSP1) e a fração P3 do colágeno hidrolisado suíno (CHSP3) foram os mais eficientes em reduzir a pressão arterial de SHR. A administração oral crônica dos hidrolisados WE80BG e CHBP1 induziu uma redução progressiva e significativa da pressão arterial de SHR, sendo a diferença de 20,60 mmHg e 10 mmHg, respectivamente, em relação à pressão basal. O hidrolisado CE90ACE, que apresentou uma das melhores atividades anti-hipertensivas in vivo, induziu redução na filtração glomerular dos animais e promoveu maior excreção de sódio na porção pós-proximal do ducto renal, provavelmente devido a um efeito vasodilatador, decorrente da inibição da ECA. Ao comparar os resultados obtidos in vivo com os valores de IC50 antes e após a hidrólise gastrintestinal, não se observou relação entre a eficiência em inibir a ECA in vitro e a redução da pressão arterial in vivo dos hidrolisados protéicos comerciais. Em conclusão, as enzimas gastrintestinais exercem grande influência sobre atividade antihipertensiva dos hidrolisados protéicos comerciais, podendo aumentar ou diminuir o efeito hipotensor in vivo. Porém, a digestão gastrintestinal in vitro dos hidrolisados antes da avaliação do potencial inibidor da ECA unicamente não se mostrou vantajosa para a predição da atividade biológica dos hidrolisados, pois além da digestão gastrintestinal há outros fatores e/ou mecanismos que podem estar envolvidos com o decréscimo da pressão arterial produzido pela ação dos peptídeos / Abstract: Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitory peptides present in foods have motivated the interest of many researchers, since there is evidence that the ingestion of these peptides, could aid in the prevention and in the non-medication treatment of hypertension. The anti-hypertensive activity of the peptides has been mainly assessed in relation to their capacity to inhibit the ACE, which has a fundamental role in regulating the blood pressure. In this way, innumerous studies have focused on the production and isolation of peptides with ACE-inhibitory activity from proteins from different food sources, though still little is known about the bioavailability of this peptides. The objectives of the present study were: assess the influence of the gastrointestinal enzymes on the ACEinhibitory activity of protein hydrolysates and the correlation with the anti-hypertensive activity assessed in vivo, and to assess the anti-hypertensive effect and kidney function of hydrolysates from different sources. Commercial hydrolysates from the following protein sources were used: casein (Hyprol 8052), milk whey (Hyprol 3301) and wheat gluten (Hyprol 4137), all provided by Kerry Bio-Science; casein (CE90ACE), milk whey (WE80BG) and soy (SE50BT), donated by DMV International, and hydrolysed collagens of bovine and porcine origins (Gelita South America). The hydrolysed collagens were fractionated in an ultrafiltration system using membranes with cut-offs of 30 to 50 kDa, 5 to 8 kDa and 1 to 2 kDa, obtaining the permeates P1 (PM<30-50 kDa), P2 (PM<5-8 kDa) and P3 (PM<1-2 kDa), respectively. The hydrolysates were physicochemically characterized and analysed for their ACE-inhibitory capacity before and after in vitro gastrointestinal digestion, and for their anti-hypertensive activity in spontaneously hypertensive rats (SHR) via oral. The products presenting the best activity in vivo, were assessed for their influence on the kidney function of the animals and for their prolonged hypotensive effect on the blood pressure of SHR in a chronic experiment. The in vitro gastrointestinal hydrolysis promoted a variable effect on the ACE-inhibitory activity. The higher molecular weight hydrolysates, bovine and porcine collagen hydrolysates, presented a significant increase in the ACE-inhibitory potential. On the other hand a reduction in the ACE-inhibitory potential was observed for the smaller molecular weight hydrolysates, such as the casein (Hyprol 8052 and CE90ACE), milk whey (Hyprol 3301) and soy (SE50BT) hydrolysates. The bovine and porcine collagen hydrolysates and their fractions, both before and after in vitro gastrointestinal digestion, presented lower ACE-inhibitory potential than the other hydrolysates.All the hydrolysates analysed were capable of inducing a significant reduction in blood pressure in the SHR, except for the non-fractionated bovine (BCH) and porcine (PCH) collagen hydrolysates. The milk whey (WE80BG) and casein (CE90ACE) hydrolysates, P1 fractions of bovine and porcine collagen (BCHP1 and PCHP1) and the P3 fraction of the porcine collagen hydrolysate (PCHP3) were the most efficient in reducing the blood pressure in SHR. The chronic oral administration of the hydrolysates WE80BG and BCHP1 induced a progressive, significant reduction in the blood pressure of the SHR, showing a difference of 20.60 mmHg and 10 mmHg, respectively, as compared to the basal pressure. The hydrolysate CE90ACE, which presented one of the best in vivo anti-hypertensive activities, induced a reduction in glomerular filtration by the animals and promoted greater sodium excretion at the post-proximal portion of the kidney duct, probably due to a vasodilatory effect on account of ACE-inhibition. On comparing the in vivo results with the IC50 values, before and after gastrointestinal hydrolysis, no relation was observed between the in vitro ACE-inhibitory efficiency and the in vivo reduction in blood pressure by the commercial protein hydrolysates. In conclusion, the gastrointestinal enzymes exert considerable influence on the anti-hypertensive activity of the commercial protein hydrolysates, and can increase or decrease the in vivo hypotensive effect. Thus the in vitro gastrointestinal digestion of the hydrolisates alone, before the assessment of the ACE-inhibitory potential, is apparently of no advantage in predicting the biological activity of the hydrolysates, since apart from the gastrointestinal digestion other factors and/or mechanisms can also be involved in the decrease in blood pressure produced by the action of the peptides / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Potato is one of the most important agricultural crops and there is an attempt to increase and improve yields of tubers, among other things, by elucidation of the mechanisms that regulate the process of tuber induction. Potato tuberization is a morphogenetic process in which the tubers are formed from the underground parts of the stem - stolons. The correct timing of this process is controlled by a complex regulatory network and influenced by many internal and external factors. Under favourable conditions, an inductive signal is generated in the leaves and it is transported to the stolon by a "phloem information superhighway" driven by carbohydrates flow. The signal triggers cell division, expansion, and changes in the cell growth orientation in the stolon. The development of tubers is influenced by number of biochemical and morphological processes driven by a regulatory network of genes that are expressed in different parts of plants. This work was focused on Solanum tuberosum, Lada cultivar and its derived D69 mutant line with lacking isoform of manganese-stabilizing protein (MSP), which is so far the only dissimilarity identified under all tested conditions. I aimed to map the processes related to the production of carbohydrates in leaves (photosynthetic characteristics - rate of photosynthesis...