Nitrergic modulation of vasopressin, oxytocin and atrial natriuretic peptide secretion in response to sodium intake and hypertonic blood volume expansion

The central nervous system plays an important role in the control of renal sodium excretion. We present here a brief review of physiologic regulation of hydromineral balance and discuss recent results from our laboratory that focus on the participation of nitrergic, vasopressinergic, and oxytocinergic systems in the regulation of water and sodium excretion under different salt intake and hypertonic blood volume expansion (BVE) conditions. High sodium intake induced a significant increase in nitric oxide synthase (NOS) activity in the medial basal hypothalamus and neural lobe, while a low sodium diet decreased NOS activity in the neural lobe, suggesting that central NOS is involved in the control of sodium balance. An increase in plasma concentrations in vasopressin (AVP), oxytocin (OT), atrial natriuretic peptide (ANP), and nitrate after hypertonic BVE was also demonstrated. The central inhibition of NOS by L-NAME caused a decrease in plasma AVP and no change in plasma OT or ANP levels after BVE. These data indicate that the increase in AVP release after hypertonic BVE depends on nitric oxide production. In contrast, the pattern of OT secretion was similar to that of ANP secretion, supporting the view that OT is a neuromodulator of ANP secretion during hypertonic BVE. Thus, neurohypophyseal hormones and ANP are secreted under hypertonic BVE in order to correct the changes induced in blood volume and osmolality, and the secretion of AVP in this particular situation depends on NOS activity.

Effect of perimuscular injection of Bothrops jararacussu venom on plasma creatine kinase levels in mice: influence of dose and volume

The effect of dose and volume of a perimuscular injection of Bothrops jararacussu venom on myonecrosis of skeletal muscle was studied in mice. An increase of the venom dose (0.25 to 2.0 µg/g) at a given volume (50 µl) resulted in an increase in plasma creatine kinase (CK) levels 2 h after injection. Plasma CK activity increased from the basal level of 129.27 ± 11.83 (N = 20) to 2392.80 ± 709.43 IU/l (N = 4) for the 1.0 µg/g dose. Histological analysis of extensor digitorum longus muscle 4 h after injection showed lesion of peripheral muscle fibers, disorganization of the bundles or the complete degeneration of muscle fibers. These lesions were more extensive when higher doses were injected. Furthermore, an increase in volume (12.5 to 100 µl) by dilution of a given dose (0.5 µg/g) also increased plasma CK levels from 482.31 ± 122.79 to 919.07 ± 133.33 IU/l (N = 4), respectively. These results indicate that care should be taken to standardize volumes and sites of venom injections.

Effect of saline infusion for the maintenance of blood volume on pulmonary gas exchange during temporary abdominal aortic occlusion

We analyzed the effects of saline infusion for the maintenance of blood volume on pulmonary gas exchange in ischemia-reperfusion syndrome during temporary abdominal aortic occlusion in dogs. We studied 20 adult mongrel dogs weighing 12 to 23 kg divided into two groups: ischemia-reperfusion group (IRG, N = 10) and IRG submitted to saline infusion for the maintenance of mean pulmonary arterial wedge pressure between 10 and 20 mmHg (IRG-SS, N = 10). All animals were anesthetized and maintained on spontaneous ventilation. After obtaining baseline measurements, occlusion of the supraceliac aorta was performed by the inflation of a Fogarty catheter. After 60 min of ischemia, the balloon was deflated and the animals were observed for another 60 min of reperfusion. The measurements were made at 10 and 45 min of ischemia, and 5, 30, and 60 min of reperfusion. Pulmonary gas exchange was impaired in the IRG-SS group as demonstrated by the increase of the alveolar-arterial oxygen difference (21 ± 14 in IRG-SS vs 11 ± 8 in IRG after 60 min of reperfusion, P = 0.004 in IRG-SS in relation to baseline values) and the decrease of oxygen partial pressure in arterial blood (58 ± 15 in IRG-SS vs 76 ± 15 in IRG after 60 min of reperfusion, P = 0.001 in IRG-SS in relation to baseline values), which was correlated with the highest degree of pulmonary edema in morphometric analysis (0.16 ± 0.06 in IRG-SS vs 0.09 ± 0.04 in IRG, P = 0.03 between groups). There was also a smaller ventilatory compensation of metabolic acidosis after the reperfusion. We conclude that infusion of normal saline worsened the gas exchange induced by pulmonary reperfusion injury in this experimental model.

Lesions of the commissural subnucleus of the nucleus of the solitary tract increase isoproterenol-induced water intake

The nucleus of the solitary tract (NTS) is the primary site of the cardiovascular afferent information about arterial blood pressure and volume. The NTS projects to areas in the central nervous system involved in cardiovascular regulation and hydroelectrolyte balance, such as the anteroventral third ventricle region and the lateral parabrachial nucleus. The aim of the present study was to investigate the effects of electrolytic lesion of the commissural NTS on water and 0.3 M NaCl intake and the cardiovascular responses to subcutaneous injection of isoproterenol. Male Holtzman rats weighing 280 to 320 g were submitted to sham lesion or electrolytic lesion of the commissural NTS (N = 6-15/group). The sham-lesioned rats had the electrode placed along the same coordinates, except that no current was passed. Water intake induced by subcutaneous isoproterenol (30 µg/kg body weight) significantly increased in chronic (15 days) commissural NTS-lesioned rats (to 2.4 ± 0.2 vs sham: 1.9 ± 0.2 mL 100 g body weight-1 60 min-1). Isoproterenol did not induce any sodium intake in sham or in commissural NTS-lesioned rats. The isoproterenol-induced hypotension (sham: -27 ± 4 vs commissural NTS-lesioned rats: -22 ± 4 mmHg/20 min) and tachycardia (sham: 168 ± 10 vs commissural NTS: 144 ± 24 bpm/20 min) were not different between groups. The present results suggest that the commissural NTS is part of an inhibitory neural pathway involved in the control of water intake induced by subcutaneous isoproterenol, and that the overdrinking observed in lesioned rats is not the result of a cardiovascular imbalance in these animals.

Increased expression and purification of soluble iron-regulatory protein 1 from Escherichia coli co-expressing chaperonins GroES and GroEL

Iron is an essential metal for all living organisms. However, iron homeostasis needs to be tightly controlled since iron can mediate the production of reactive oxygen species, which can damage cell components and compromise the integrity and/or cause DNA mutations, ultimately leading to cancer. In eukaryotes, iron-regulatory protein 1 (IRP1) plays a central role in the control of intracellular iron homeostasis. This occurs by interaction of IRP1 with iron-responsive element regions at 5' of ferritin mRNA and 3' of transferrin mRNA which, respectively, represses translation and increases mRNA stability. We have expressed IRP1 using the plasmid pT7-His-hIRP1, which codifies for human IRP1 attached to an NH2-terminal 6-His tag. IRP1 was expressed in Escherichia coli using the strategy of co-expressing chaperonins GroES and GroEL, in order to circumvent inclusion body formation and increase the yield of soluble protein. The protein co-expressed with these chaperonins was obtained mostly in the soluble form, which greatly increased the efficiency of protein purification. Metal affinity and FPLC ion exchange chromatography were used in order to obtain highly purified IRP1. Purified protein was biologically active, as assessed by electrophoretic mobility shift assay, and could be converted to the cytoplasmic aconitase form. These results corroborate previous studies, which suggest the use of folding catalysts as a powerful strategy to increase protein solubility when expressing heterologous proteins in E. coli.

Fetal development of regulatory mechanisms for body fluid homeostasis

The balance of body fluids is critical to health and the development of diseases. Although quite a few review papers have shown that several mechanisms, including hormonal and behavioral regulation, play an important role in body fluid homeostasis in adults, there is limited information on the development of regulatory mechanisms for fetal body fluid balance. Hormonal, renal, and behavioral control of body fluids function to some extent in utero. Hormonal mechanisms including the renin-angiotensin system, aldosterone, and vasopressin are involved in modifying fetal renal excretion, reabsorption of sodium and water, and regulation of vascular volume. In utero behavioral changes, such as fetal swallowing, have been suggested to be early functional development in response to dipsogens. Since diseases, such as hypertension, can be traced to fetal origin, it is important to understand the development of fetal regulatory mechanisms for body fluid homeostasis in this early stage of life. This review focuses on fetal hormonal, behavioral, and renal development related to regulation of body fluids in utero.

GABA in the central amygdaloid nucleus modulates the electrolyte excretion and hormonal responses to blood volume expansion in rats

We investigated the involvement of GABAergic mechanisms of the central amygdaloid nucleus (CeA) in unanesthetized rats subjected to acute isotonic or hypertonic blood volume expansion (BVE). Male Wistar rats bearing cannulas unilaterally implanted in the CeA were treated with vehicle, muscimol (0.2 nmol/0.2 µL) or bicuculline (1.6 nmol/0.2 µL) in the CeA, followed by isotonic or hypertonic BVE (0.15 or 0.3 M NaCl, 2 mL/100 g body weight over 1 min). The vehicle-treated group showed an increase in sodium excretion, urinary volume, plasma oxytocin (OT), and atrial natriuretic peptide (ANP) levels compared to control rats. Muscimol reduced the effects of BVE on sodium excretion (isotonic: 2.4 ± 0.3 vs vehicle: 4.8 ± 0.2 and hypertonic: 4.0 ± 0.7 vs vehicle: 8.7 ± 0.6 µEq·100 g-1·40 min-1); urinary volume after hypertonic BVE (83.8 ± 10 vs vehicle: 255.6 ± 16.5 µL·100 g-1·40 min-1); plasma OT levels (isotonic: 15.3 ± 0.6 vs vehicle: 19.3 ± 1 and hypertonic: 26.5 ± 2.6 vs vehicle: 48 ± 3 pg/mL), and ANP levels (isotonic: 97 ± 12.8 vs vehicle: 258.3 ± 28.1 and hypertonic: 160 ± 14.6 vs vehicle: 318 ± 16.3 pg/mL). Bicuculline reduced the effects of isotonic or hypertonic BVE on urinary volume and ANP levels compared to vehicle-treated rats. However, bicuculline enhanced the effects of hypertonic BVE on plasma OT levels. These data suggest that CeA GABAergic mechanisms are involved in the control of ANP and OT secretion, as well as in sodium and water excretion in response to isotonic or hypertonic blood volume expansion.

Dynamics of chest wall volume regulation during constant work rate exercise in patients with chronic obstructive pulmonary disease

This study evaluated the dynamic behavior of total and compartmental chest wall volumes [(V CW) = rib cage (V RC) + abdomen (V AB)] as measured breath-by-breath by optoelectronic plethysmography during constant-load exercise in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease. Thirty males (GOLD stages II-III) underwent a cardiopulmonary exercise test to the limit of tolerance (Tlim) at 75% of peak work rate on an electronically braked cycle ergometer. Exercise-induced dynamic hyperinflation was considered to be present when end-expiratory (EE) V CW increased in relation to resting values. There was a noticeable heterogeneity in the patterns of V CW regulation as EEV CW increased non-linearly in 17/30 "hyperinflators" and decreased in 13/30 "non-hyperinflators" (P < 0.05). EEV AB decreased slightly in 8 of the "hyperinflators", thereby reducing and slowing the rate of increase in end-inspiratory (EI) V CW (P < 0.05). In contrast, decreases in EEV CW in the "non-hyperinflators" were due to the combination of stable EEV RC with marked reductions in EEV AB. These patients showed lower EIV CW and end-exercise dyspnea scores but longer Tlim than their counterparts (P < 0.05). Dyspnea increased and Tlim decreased non-linearly with a faster rate of increase in EIV CW regardless of the presence or absence of dynamic hyperinflation (P < 0.001). However, no significant between-group differences were observed in metabolic, pulmonary gas exchange and cardiovascular responses to exercise. Chest wall volumes are continuously regulated during exercise in order to postpone (or even avoid) their migration to higher operating volumes in patients with COPD, a dynamic process that is strongly dependent on the behavior of the abdominal compartment.

Proteomic data show an increase in autoantibodies and alpha-fetoprotein and a decrease in apolipoprotein A-II with time in sera from senescence-accelerated mice

We evaluated changes in levels by comparing serum proteins in senescence-accelerated mouse-prone 8 (SAMP8) mice at 2, 6, 12, and 15 months of age (SAMP8-2 m, -6 m, -12 m, -15 m) to age-matched SAM-resistant 1 (SAMR1) mice. Mice were sacrificed, and blood was analyzed by 2-dimensional electrophoresis combined with mass spectrometry. Five protein spots were present in all SAMP8 serum samples, but only appeared in SAMR1 samples at 15 months of age except for spot 3, which also showed a slight expression in SAMR1-12 m sera. Two proteins decreased in the sera from SAMP8-2 m, -6 m, and -12 m mice, and divided into 2 spots each in SAMP8-15 m sera. Thus, the total number of altered spots in SAMP8 sera was 7; of these, 4 were identified as Ig kappa chain V region (M-T413), chain A of an activity suppressing Fab fragment to cytochrome P450 aromatase (32C2_A), alpha-fetoprotein, and apolipoprotein A-II. M-T413 is a monoclonal CD4 antibody, which inhibits T cell proliferation. We found that M-T413 RNA level was significantly enhanced in splenocytes from SAMP8-2 m mice. This agreed with serum M-T413 protein alterations and a strikingly lower blood CD4+ T cell count in SAMP8 mice when compared to the age-matched SAMR1 mice, with the latter negatively correlating with serum M-T413 protein volume. Age-related changes in serum proteins favored an increase in autoantibodies and alpha-fetoprotein and a decrease of apolipoprotein A-II, which occurred in SAMP8 mice at 2 months of age and onwards. These proteins may serve as candidate biomarkers for early aging.

Estudo comparativo radiológico e nasofibroscópico do volume adenoideano em crianças respiradoras orais

A tonsila faríngea ou adenóides é a extensão superior do anel linfático de Waldeyer e está localizada na porção alta da cavidade nasofaríngea, próxima à tuba auditiva e à coana. Ela desempenha um papel relevante nas otites médias recorrentes e freqüentemente sua hipertrofia é responsável pela obstrução das vias aéreas superiores. A tonsilectomia é um tratamento comumente realizado para doenças crônicas das tonsilas e ainda é o procedimento cirúrgico mais freqüente e mais antigo realizado em crianças e adultos jovens. Os critérios para a realização da tonsilectomia, o efeito da mesma na integridade imunológica do paciente e seus riscos inerentes à cirurgia são muito discutíveis e controversos em todo o mundo. Estudos de imagem utilizando-se o raio-X do cavo é um método simples, fácil e confortável para avaliar o tamanho das adenóides e o grau de obstrução das vias aéreas superiores. Um estudo nasofibroscópico da nasofaringe pode fornecer uma informação melhor sobre essa região, tendo em vista que ele mostra todas as estruturas presentes na nasofaringe e o grau de obstrução das vias aéreas superiores de forma dinâmica. FORMA DE ESTUDO: Clínico não randomizado. MATERIAL E MÉTODO: Este estudo comparou o grau de hipertrofia e de obstrução das vias aéreas superiores, usando os dois métodos acima, em crianças de 3 a 10 anos de idade, constatando que a nasofibroscopia flexível é um método diagnóstico excepcionalmente mais fidedigno do que o raio-x do cavo, na avaliação volumétrica da adenóide.

Avaliação da pressão inspiratória em crianças com aumento do volume de tonsilas

Crianças com aumento do volume de tonsilas palatina e faríngea freqüentemente apresentam anormalidades respiratórias tais como ronco, respiração oral e apnéia do sono. Sabe-se que a obstrução de vias aéreas superiores e conseqüentemente a respiração oral podem resultar em problemas pulmonares. OBJETIVO: Avaliar a pressão inspiratória em crianças com obstrução de vias aéreas superiores devido ao aumento do volume de tonsilas. FORMA DE ESTUDO: clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Nós avaliamos 37 crianças (4-13 anos, ambos os sexos) com aumento do volume de tonsilas que seriam submetidas à cirurgia de Adenoamigdalectomia na Divisão de Otorrinolaringologia da Universidade de São Paulo no mesmo período. O grupo controle foi composto de 28 crianças sem aumento de volume tonsilar que foram submetidas aos mesmos testes. A pressão Inspiratória foi obtida pelo uso do manovacuômetro. RESULTADOS: Observamos uma menor pressão inspiratória no grupo com aumento do volume de tonsilas. A média do grupo com aumento do volume das tonsilas foi 14,607 cm/H2O e do grupo normal foi de 27,580 cm/H2O (P< 0,001). CONCLUSÃO: O aumento de volume de tonsilas palatina e faríngea foi associado a uma menor pressão inspiratória, resultando em um aumento do esforço respiratório e do trabalho dos músculos envolvidos.

Volume equivalente: um estudo em indivíduos com otite média crônica

O Volume Equivalente do Meato Acústico Externo está na faixa de 0,3ml a 1,0ml em crianças e 0,65ml a 1,75ml em adultos. Em indivíduos com Otite Média Crônica estes valores podem sofrer alterações, de acordo com as condições da doença. OBJETIVO: Estudar o volume equivalente de 52 orelhas de pacientes com Otite Média Crônica com e sem infecção ativa. FORMA DE ESTUDO: clínico prospectivo com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: O volume equivalente da orelha foi obtido em 52 orelhas com Otite Média Crônica, com e sem infecção ativa, e num grupo controle de mesma idade e sexo do grupo estudo. O grupo estudo com infecção foi avaliado antes e após tratamento clínico. RESULTADOS: A média do volume equivalente para os grupos estudos sem e com infecção e para o grupo controle foi, respectivamente, 2,86ml; 1,42ml e 0,80ml. A média do volume equivalente para o grupo estudo com infecção antes e após tratamento clínico foi, respectivamente, 1,42ml e 1,82ml. CONCLUSÕES: 1. O Volume Equivalente médio da Orelha é maior em pacientes com Otite Média Crônica. 2. Não foi observada variação no Volume Equivalente antes e após o tratamento clínico.

Estudo comparativo do pH e do volume salivar em indivíduos com laringofaringite crônica por doença do refluxo gastroesofágica antes e após o tratamento

INTRODUÇÃO: A Doença do Refluxo Gastroesofágico (DRGE) é a doença digestiva mais prevalente da atualidade e, recentemente, tem sido implicada em uma gama de alterações do seguimento laringofaríngeo (RLF). No entanto, pouco se sabe dos mecanismos fisiopatológicos destas manifestações supraesofágicas da DRGE. Os achados clínicos contraditórios e recentes pesquisas sugerem haver deficiências na capacidade de defesa deste seguimento. Uma das principais responsáveis pela homeostase da mucosa oral e do trato digestivo é a saliva com seu conteúdo orgânico e inorgânico. Tanto alterações do pH quanto do volume salivar já foram correlacionados com os sintomas e sinais sugestivos da DRGE e RLF. Estudo recente de nossa autoria demonstra diminuição estatisticamente significante do pH salivar de indivíduos com RLF quando comparado a controles sem a doença. Outro estudo constatou correlação entre a redução do volume X pH da saliva em indivíduos com DRGE, estando esta redução diretamente relacionada aos níveis de pH esofágico constatados durante pH-metria esofágica de 24 horas. OBJETIVOS: Avaliar como se comportam o pH e volume da saliva em um mesmo indivíduo com DRGE e RLF antes e após o tratamento clínico. MATERIAL E MÉTODO: Vinte e três pacientes com RLF tiveram o pH e volume da saliva total testados antes e após receberem tratamento com droga bloqueadora de bomba de prótons durante 12 semanas. RESULTADOS: Houve uma diferença estatisticamente significante (p<0,001) entre o pH da saliva antes e após o tratamento, estando este maior após o controle clínico da doença. O volume de saliva no paciente tratado foi significativamente maior do que no paciente pré-tratamento (p=0.009). DISCUSSÃO: Os achados sugerem que o pH salivar é influenciado pela presença de refluxo gastroduodenal à região laringofaríngea. Caso estudos futuros com populações maiores realmente comprovem esta correlação, poderemos cogitar a possibilidade de usar a mensuração do pH salivar, que é feita de forma rápida e não invasiva, como um meio de diagnosticar e avaliar o comportamento e controle do Refluxo Laringofaríngeo.

Efeito do exercício físico sobre o volume nasal

A variação da permeabilidade nasal tem sido demonstrada usando-se várias técnicas de exame. As estruturas nasais geram uma resistência que representa cerca de 50% da resistência respiratória total. O exercício físico é um dos fatores que pode causar um efeito vasoconstritor sobre a mucosa nasal. OBJETIVO: O objetivo deste estudo é avaliar o grau de mudança do volume nasal após exercício físico e o tempo de retorno aos níveis basais. MATERIAIS E MÉTODOS: Dezenove indivíduos foram submetidos à realização de teste físico em bicicleta ergométrica. O volume nasal foi obtido através da rinometria acústica, realizada em repouso, após o fim do exercício físico, e nos minutos décimo e vigésimo de seu final. RESULTADOS: Os resultados rinométricos mostram um aumento estatisticamente significativo do volume nasal (p < 0,001). No vigésimo minuto o volume nasal estava próximo aos níveis de repouso. CONCLUSÃO: O exercício físico de modo geral aumenta significativamente o volume nasal. Entretanto, o aumento do volume nasal foi transitório, ocorrendo uma maior redução deste aumento nos primeiros dez minutos após o final do exercício. No vigésimo minuto após o fim do exercício físico, os valores do volume nasal retornam próximos aos valores de repouso.

Avaliação do volume da cavidade nasal por rinometria acústica, pré e pós-cirurgia endoscópica funcional dos seios paranasais

A rinometria acústica é um método objetivo de determinar a geometria da cavidade nasal, pela análise da reflexão de ondas sonoras. Determina a área de secção transversal da cavidade em função da distância da narina e seu volume. OBJETIVO: Analisar a alteração do volume da cavidade nasal causada pela cirurgia endoscópica funcional dos seios paranasais, em adultos com rinossinusite crônica, e correlacionar esta alteração com a melhora da obstrução nasal. MATERIAL E MÉTODO: Foram avaliados 40 pacientes de 18 a 73 anos, entre agosto e outubro de 1999, na Universidade de Graz - Áustria, com rinossinusite crônica, antes e depois de serem submetidos à CEFSP. FORMA DE ESTUDO: Clínico prospectivo. RESULTADOS: O volume total da cavidade nasal aumentou significativamente no pós-operatório. 88% dos pacientes referiram melhora da obstrução nasal, 20% de forma parcial e 68% total. Nenhum paciente piorou deste sintoma. Não houve relação linear entre o aumento do volume da cavidade nasal e melhora subjetiva da obstrução nasal. CONCLUSÃO: O volume total da cavidade nasal aumentou no pós-operatório, mas não houve relação entre aumento do volume e melhora da obstrução nasal. Não houve aumento do volume da cavidade nasal após o uso do vasoconstritor, seja no pré ou no pós-operatório.