Clathrin-independent carriers form a high capacity endocytic sorting system at the leading edge of migrating cells

Although the importance of clathrin- and caveolin-independent endocytic pathways has recently emerged, key aspects of these routes remain unknown. Using quantitative ultrastructural approaches, we show that clathrin-independent carriers (CLICs) account for approximately three times the volume internalized by the clathrin-mediated endocytic pathway, forming the major pathway involved in uptake of fluid and bulk membrane in fibroblasts. Electron tomographic analysis of the 3D morphology of the earliest carriers shows that they are multidomain organelles that form a complex sorting station as they mature. Proteomic analysis provides direct links between CLICs, cellular adhesion turnover, and migration. Consistent with this, CLIC-mediated endocytosis of key cargo proteins, CD44 and Thy-1, is polarized at the leading edge of migrating fibroblasts, while transient ablation of CLICs impairs their ability to migrate. These studies provide the first quantitative ultrastructural analysis and molecular characterization of the major endocytic pathway in fibroblasts, a pathway that provides rapid membrane turnover at the leading edge of migrating cells.

Caveolin-1 is required for lateral line neuromast and notochord development

Caveolae have been linked to diverse cellular functions and to many disease states. In this study we have used zebrafish to examine the role of caveolin-1 and caveolae during early embryonic development. During development, expression is apparent in a number of tissues including Kupffer's vesicle, tailbud, intersomite boundaries, heart, branchial arches, pronephric ducts and periderm. Particularly strong expression is observed in the sensory organs of the lateral line, the neuromasts and in the notochord where it overlaps with expression of caveolin-3. Morpholino-mediated downregulation of Cav1α caused a dramatic inhibition of neuromast formation. Detailed ultrastructural analysis, including electron tomography of the notochord, revealed that the central regions of the notochord has the highest density of caveolae of any embryonic tissue comparable to the highest density observed in any vertebrate tissue. In addition, Cav1α downregulation caused disruption of the notochord, an effect that was enhanced further by Cav3 knockdown. These results indicate an essential role for caveolin and caveolae in this vital structural and signalling component of the embryo.

Pathophysiology of Congenital Nephrotic Syndrome of the Finnish type

Congenital nephrotic syndrome of the Finnish type (NPHS1) is an autosomal recessive disease which is highly enriched in the Finnish population. It is caused by mutations in the NPHS1 gene encoding for nephrin, which is a major component of the glomerular filtration barrier in the kidney. Patients with NPHS1 have heavy proteinuria and nephrotic syndrome (NS) from birth and develop renal fibrosis in early childhood. Renal transplantation (TX) is the only curative treatment for NPHS1. These patients form the largest group of pediatric kidney transplant children in our country. The NPHS1 kidneys are removed in infancy and they serve as an excellent human material for studies of the pathophysiology of proteinuric kidney diseases. Sustained proteinuria is a major factor leading to end-stage renal failure and understanding this process is crucial for nephrology. In this study we investigated the glomerular and tubulointerstitial changes that occur in the NPHS1 kidneys during infancy as well as the expression of nephrin in non-renal tissues. We also studied the pathology and management of recurrent proteinuria in kidney grafts transplanted to NPHS1 children. Severe renal lesions evolved in patients with NPHS1 during the first months of life. Glomerular sclerosis developed through progressive mesangial sclerosis, and capillary obliteration was an early consequence of this process. Shrinkage of the glomerular tuft was common, whereas occlusion of tubular opening or protrusion of the glomerular tuft into subepithelial space or through the Bowman's capsule were not detected. Few inflammatory cells were detected in the mesangial area. The glomerular epithelial cells (podocytes) showed severe ultrastructural changes and hypertrophy. Podocyte proliferation and apoptosis were rare, but moderate amounts of podocytes were detached and ended up in the urine. The results showed that endocapillary lesions not extracapillary lesions, as generally believed were important for the sclerotic process in the NPHS1 glomeruli. In the tubulointerstitium, severe lesions developed in NPHS1 kidneys during infancy. Despite heavy proteinuria, tubular epithelial cells (TECs) did not show transition into myofibroblasts. The most abundant chemokines in NPHS1 tissue were neutrophil activating protein-2 (NAP-2), macrophage inhibiting factor (MIF), and monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1). Interstitial inflammation and fibrosis were first detected in the paraglomerular areas and the most abundant inflammatory cells were monocytes/macrophages. Arteries and arterioles showed intimal hypertrophy, but the pericapillary microvasculature remained quite normal. However, excessive oxidative stress was evident in NPHS1 kidneys. The results indicated that TECs were relatively resistant to the heavy tubular protein load. Nephrin was at first thought to be podocyte specific, but some studies especially in experimental animals have suggested that nephrin might also be expressed in non-renal tissues such as pancreas and central nervous system. The knowledge of nephrin biology is important for the evaluation of nephrin related diseases. In our study, no significant amounts of nephrin protein or mRNA were detected in non-renal tissues of man and pig as studied by immunohistochemistry and in situ hybridization. The phenotype analysis of NPHS1 children, who totally lack nephrin, revealed no marked impairment in the neurological, testicular, or pancreatic function speaking against the idea that nephrin would play an important functional role outside the kidney. The NPHS1 kidneys do not express nephrin and antibodies against this major glomerular filter protein have been observed in NPHS1 children after renal TX most likely as an immune reaction against a novel antigen. These antibodies have been associated with the development of recurrent NS in the kidney graft of NPHS1 patients. In our study, a third of the NPHS1 patients homozygous for Fin-Major mutation developed recurrent NS in the transplanted graft. Re-transplantations were performed to patients who lost their graft due to recurrent NS and heavy proteinuria immediately developed in all cases. While 73% of the patients had detectable serum anti-nephrin antibodies, the kidney biopsy findings were minimal. Introduction of plasma exchange (PE) to the treatment of recurrent nephroses increased the remission rate from 54% to 89%. If remission was achieved, recurrent NS did not significantly deteriorate the long term graft function. In conclusion, the results show that the lack of nephrin in podocyte slit diaphragm in NPHS1 kidneys induces progressive mesangial expansion and glomerular capillary obliteration and inflicts interstitial fibrosis, inflammation, and oxidative stress with surprisingly little involvement of the TECs in this process. Nephrin appears to have no clinical significance outside the kidney. Development of antibodies against nephrin seems to be a major cause of recurrent NS in kidney grafts of NPHS1 patients and combined use of PE and cyclophosphamide markedly improved remission rates.

Ultrastructure of Biofilms Formed by Bacteria from Industrial Processes

Microorganisms exist predominantly as sessile multispecies communities in natural habitats. Most bacterial species can form these matrix-enclosed microbial communities called biofilms. Biofilms occur in a wide range of environments, on every surface with sufficient moisture and nutrients, also on surfaces in industrial settings and engineered water systems. This unwanted biofilm formation on equipment surfaces is called biofouling. Biofouling can significantly decrease equipment performance and lifetime and cause contamination and impaired quality of the industrial product. In this thesis we studied bacterial adherence to abiotic surfaces by using coupons of stainless steel coated or not coated with fluoropolymer or diamond like carbon (DLC). As model organisms we used bacterial isolates from paper machines (Meiothermus silvanus, Pseudoxanthomonas taiwanensis and Deinococcus geothermalis) and also well characterised species isolated from medical implants (Staphylococcus epidermidis). We found that coating of steel surface with these materials reduced its tendency towards biofouling: Fluoropolymer and DLC coatings repelled all four biofilm formers on steel. We found great differences between bacterial species in their preference of surfaces to adhere as well as their ultrastructural details, like number and thickness of adhesion organelles they expressed. These details responded differently towards the different surfaces they adhered to. We further found that biofilms of D. geothermalis formed on titanium dioxide coated coupons of glass, steel and titanium, were effectively removed by photocatalytic action in response to irradiation at 360 nm. However, on non-coated glass or steel surfaces irradiation had no detectable effect on the amount of bacterial biomass. We showed that the adhesion organelles of bacteria on illuminated TiO2 coated coupons were complety destroyed whereas on non-coated coupons they looked intact when observed by microscope. Stainless steel is the most widely used material for industrial process equipments and surfaces. The results in this thesis showed that stainless steel is prone to biofouling by phylogenetically distant bacterial species and that coating of the steel may offer a tool for reduced biofouling of industrial equipment. Photocatalysis, on the other hand, is a potential technique for biofilm removal from surfaces in locations where high level of hygiene is required. Our study of natural biofilms on barley kernel surfaces showed that also there the microbes possessed adhesion organelles visible with electronmicroscope both before and after steeping. The microbial community of dry barley kernels turned into a dense biofilm covered with slimy extracellular polymeric substance (EPS) in the kernels after steeping in water. Steeping is the first step in malting. We also presented evidence showing that certain strains of Lactobacillus plantarum and Wickerhamomyces anomalus, when used as starter cultures in the steeping water, could enter the barley kernel and colonise the tissues of the barley kernel. By use of a starter culture it was possible to reduce the extensive production of EPS, which resulted in a faster filtration of the mash.

Potential histopathological and molecular changes in rat vas deferens inhaled by Boswellia papyrifera and Boswellia carterii

Boswellia papyrifera and Boswellia carterii released from smoke contaminate indoor environment and consequently adversely affect humans as evidenced by respiratory disturbances. The aim of this study was to determine the effects of these plants on pathological and biochemical changes in vas deferens of albino rats. Animals were administered 4g/kg body weight B. papyrifera and B. carterii daily for 120days along with controls. Significant changes were observed in epithelial cell types and some cells showed signs of degeneration. The ultrastructural studies revealed marked changes in cytoplasmic organelles. Microvilli were missing and lysosomes were found in the cytoplasm. In addition, all treated groups plasma fructose and other biochemical parameters were decreased indicating reduced energy necessary for motility and contractility of spermatozoa. Many spermatozoa were disorganized and agglomerated. Data suggest that smoke from these plants adversely affects vas deferens.

Dieta hiperlipídica com ou sem adição de sal modula diferentemente a produção de peptídeo natriurético atrial e a expressão de renina em camundongos

Estudo dos efeitos de uma dieta rica em sal e / ou gordura saturada em grânulos de peptídeo natriurético atrial (ANP), hipertensão, expressão da renina e ultraestrutura cardíaca em camundongos C57Bl / 6. Camundongos machos adultos jovens foram separados em quatro grupos (n = 12) e alimentados com uma das seguintes dietas por 9 semanas: dieta padrão para roedores (Grupo P), dieta hiperlipídica (Grupo HL), dieta hipersódica (Grupo HS) e dieta hiperlipídica e hipersódica simultaneamente (HL-HS). Foram examinados: alterações no ANP sérico, ultra-estrutura dos cardiomiócitos produtores de ANP, estrutura do ventrículo esquerdo, pressão arterial sanguínea, expressão da renina no rim, taxa de filtração glomerular (TFG), eficiência alimentar, parâmetros lipídicos e glicídicos. Os animais alimentados com dieta hiperlipídica mostraram um pequeno aumento na produção de ANP, discreta hipertrofia ventricular esquerda, aumento da eficiência alimentar, dislipidemia e hiperglicemia. Animais alimentados com dieta hipersódica tiveram um grande aumento na produção de grânulos de ANP e correspondente elevação do seu nível sérico, hipertrofia ventricular esquerda, hipertensão arterial, diminuição dos níveis de renina e aumento da TFG. A combinação das duas dietas (HL-HS) teve um efeito aditivo. A ingestão de uma dieta com alto teor de sal e lipídeos induz alterações ultraestruturais dos cardiomiócitos, aumento da produção de ANP e elevação de seu nível sérico e reduz a quantidade de renina no rim.

Effects of stress on the immune system of fish

The effects of stress on the immune system of various fish species including dab Limanda limanda, flounder Platichthys flesus, sea bass Dicentrarchus labrax and gobies Zosterisessor ophiocephalus, were investigated from laboratory and field experiments, using various assays to measure immunocompetence, correlated with histological and ultrastructural observations. Modulation of the immune system was demonstrated at tissue, cellular and biochemical levels following exposure to various stressors. The spleen somatic index was depressed in dab stressed in the laboratory and gobies collected from polluted sites in the Venice Lagoon. Differential blood cell counts consistently showed an increase in phagocytes and decrease in thrombocytes in fish exposed to various stressors. Phagocytic activity from spleen and kidney adherent cells was stimulated in dab stressed by transportation but depressed in fish exposed to chemical pollutants. Respiratory burst activity in phagocytic cells was also stimulated in stressed dab but depressed in sea bass exposed to cadmium. The results are discussed in relation to current concepts on stress in fish and the regulation of the immune system.

Efeitos benéficos da rosuvastatina na estrutura renal de ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

A incidência de doenças renais crônicas está aumentando no mundo, e há uma grande necessidade de identificar as terapias capazes de deter ou reduzir a progressão da doença. Há crescente evidência clínica e experimental de que as estatinas poderiam desempenhar um papel terapêutico. Recentes estudos clínicos e experimentais têm mostrado que as estatinas têm "efeitos pleiotrópicos", além da modulação lipídica. Estudos têm avaliado os efeitos das estatinas sobre a progressão da doença renal crônica, mas os resultados são controversos. Estudos ultra-estruturais em humanos e em ratos demonstraram a presença de junções GAP dentro de todas as células do glomérulo e os podocitos demonstraram conter principalmente conexina-43 (Cx-43). O presente estudo tem como objetivo observar os efeitos da rosuvastatina na estrutura e ultra-estrutura renal e a expressão glomerular de Cx-43 em ratos normotensos (WKY) e em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). O foco do estudo foi avaliar os efeitos pleiotrópicos da rosuvastatina em rins de animais hipertensos normocolesterolêmicos. Os ratos foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: WKY-C: animais normotensos que não receberam rosuvastatina; WKY-ROS: animais normotensos que receberam rosuvastatina 20mg/kg/dia por gavagem orogástrica; SHR-C: animais hipertensos que não receberam rosuvastatina; SHR-ROS: animais hipertensos que receberam rosuvastatina, como descrito no grupo WKY-ROS. Os animais dos grupos SHR-C e SHR-ROS apresentaram níveis de pressão arterial maiores que os animais dos grupos WKY-C e WKY-Ros. A massa corporal dos grupos de animais não diferiram significativamente durante o experimento. Não houve diferença nos níveis sanguíneos de uréia, creatinina, ácido úrico e creatinafosfoquinase entre os animas dos grupos estudados. No entanto, houve um aumento da excreção de proteína de 24 horas nos animais do grupo SHR-C. Houve um aumento na área capsular nos animais do grupo SHR-C. Por microscopia eletrônica de transmissão observou-se que nos animais SHR-C a barreira de filtração glomerular, o diafragma de fenda e os podócitos estão alterados exibindo os vacúolos nos podócitos e pedicelos mais curtos e mais espessos. Por microscopia eletrônica de varredura, os animais SHR-C exibiram pedicelos mais afilados, curtos e tortuosos. Um aumento da imunofluorescência para Cx-43 foi observada em células epiteliais viscerais dos glomérulos dos animais do grupo WKY-ROS e nas células parietais e viscerais dos glomérulos dos animais do grupo SHR-ROS, se comparado com os grupos WKY-C e SHR-C. Em conclusão, podemos supor que o efeito pleiotrópico renal da rosuvastatina pode ser uma ferramenta terapêutica para melhorar a estrutura e conseqüentemente a função renal em indivíduos hipertensos.

Uptake and intracytoplasmic storage of pigmented particles by human CD34+stromal cells/telocytes: endocytic property of telocytes

We studied the phagocytic-like capacity of human CD34+ stromal cells/telocytes (TCs). For this, we examined segments of the colon after injection of India ink to help surgeons localize lesions identified at endoscopy. Our results demonstrate that CD34+ TCs have endocytic properties (phagocytic-like TCs: phTCs), with the capacity to uptake and store India ink particles. phTCs conserve the characteristics of TCs (long, thin, bipolar or multipolar, moniliform cytoplasmic processes/telopodes, with linear distribution of the pigment) and maintain their typical distribution. Likewise, they are easily distinguished from pigment-loaded macrophages (CD68+ macrophages, with oval morphology and coarse granules of pigment clustered in their cytoplasm). A few c-kit/CD117+ interstitial cells of Cajal also incorporate pigment and may conserve the phagocytic-like property of their probable TC precursors. CD34+ stromal cells in other locations (skin and periodontal tissues) also have the phagocytic-like capacity to uptake and store pigments (hemosiderin, some components of dental amalgam and melanin). This suggests a function of TCs in general, which may be related to the transfer of macromolecules in these cells. Our ultrastructural observation of melanin-storing stromal cells with characteristics of TCs (telopodes with dichotomous branching pattern) favours this possibility. In conclusion, intestinal TCs have a phagocytic-like property, a function that may be generalized to TCs in other locations. This function (the ability to internalize small particles), together with the capacity of these cells to release extracellular vesicles with macromolecules, could close the cellular bidirectional cooperative circle of informative exchange and intercellular interactions.

Estudo da bioenergética mitocondrial de cardiomiócitos de camundongos obesos

A obesidade é uma doença crônica, resultante do excesso de gordura no organismo. O aumento da obesidade no mundo, tem se revelado como um dos fenômenos clínicos e epidemiológicos da atualidade. Estudos populacionais e em modelos animais demonstram que a origem da epidemia da obesidade está relacionada a fatores genéticos, modificações de hábitos nutricionais, redução da atividade física, e alterações nutricionais durante a lactação, desempenhando um papel relevante no desenvolvimento da obesidade, DM2 e cardiomiopatias. As mitocôndrias são os coordenadores centrais do metabolismo energético, assim, alterações funcionais e estruturais dessa organela têm sido associadas à desordens metabólicas. Elas exercem um papel na sobrevivência e função dos cardiomiócitos devido à alta demanda energética do miocárdio. Desta forma, disfunções mitocondriais estão relacionadas com disfunções no miocárdio e conseqüente progressão de cardiomiopatias. Neste estudo, avaliamos a bioenergética e a ultraestrutura de cardiomiócitos de camundongos obesos e controle hiperalimentados durante a lactação. O consumo de oxigênio das fibras cardíacas foi avaliado por respirometria de alta-resolução, utilizando um oxígrafo-2K-Oroboros. A ultraestrutura dos cardiomiócitos foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão e o conteúdo das proteínas Carnitina palmitoil transferase 1 (CPT1), Proteína desacopladora 2 (UCP2) , Transportador de glicose 1 e 4 (GLUT1) e (GLUT4), Proteína Kinase ativada por AMP (AMPK) e Proteína kinase ativada por AMP fosforilada p(AMPK) por Western blotting (WB). Além disso, o peso dos animais, a gordura retroperitoneal, epididimal e a glicemia em jejum foram determinadas. Nossos resultados confirmaram que os animais do grupo hiperalimentados (GH), aos 90 dias de vida, apresentaram aumento da massa corporal, de gordura epididimária e retroperitoneal comparado ao grupo controle (GC). As taxas respiratórias foram semelhantes nos dois grupos quando foram utilizados os substratos dos complexos I e II. Entretanto, quando o ácido graxo palmitoil-L-carnitina foi utilizado, a taxa respiratória máxima do GH foi significativamente menor. A análise ultraestrutural dos cardiomiócitos do GH demonstrou intenso dano na matriz mitocondrial e maior presença de gotículas de lipídios, caracterizando deposição ectópica. Os resultados do WB mostraram aumento significativo do conteúdo de CPT1 e UCP2 no GH comparado ao GC. Não foram encontradas diferenças significativas no conteúdo de GLUT1 entre os grupos, entretanto, observamos maior conteúdo do GLUT4 no GH. Além disso, encontramos maior conteúdo de AMPK no GH, ao passo que o conteúdo de pAMPK foi semelhante entre os grupos. Entretanto, a razão pAMPK/AMPK é significativamente menor no GH. Esses resultados sugerem que a hiperalimentação durante a lactação leva a obesidade na vida adulta com alterações na bioenergética e ultraestrutura dos cardiomiócitos.

Análise de uma heme oxigenase funcional em Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da doença de Chagas, transmitida através de insetos vetores triatomíneos durante a alimentação no hospedeiro vertebrado. Os triatomíneos ingerem numa única alimentação cerca de 10 mM de heme ligado à hemoglobina. O heme é uma importante molécula no metabolismo dos organismos. Um mecanismo intracelular importante no controle de sua homeostase é a degradação enzimática pela Heme Oxigenase (HO) formando biliverdina (Bv), monóxido de carbono e ferro. Como esta enzima não está presente no genoma de T. cruzi, esse trabalho tem por objetivo identificar uma atividade funcional de HO neste parasito, uma vez que dados do nosso laboratório mostram a presença de biliverdina nas incubações dessas células com heme. No presente trabalho testamos o efeito do SnPPIX (inibidor da HO-1), CoPPIX (indutor da HO-1) e Bv sobre a proliferação da forma epimastigota do parasito. A adição de SnPPIX diminuiu a proliferação do parasito na tanto na ausência quanto na presença de heme. Quando a Bv foi adicionada à cultura esse efeito foi revertido; a Bv aumenta a proliferação celular na presença de heme. Por outro lado, a adição de CoPPIX não interferiu na proliferação. Posteriormente, mostramos através da técnica de immunoblotting, utilizando anticorpo monoclonal contra a HO-1, um aumento da expressão de uma proteína em resposta ao heme. Diferentemente das HO-1 já descritas que possuem massa molecular de 32 kDa, a única banda reconhecida pelo anticorpo apresenta 45 kDa. Analisamos também a expressão da HO-1 na presença de CoPPIX, SnPPIX e biliverdina, e somente o CoPPIX foi capaz de modular os níveis de expressão da HO-1. A análise estrutural através da técnica de imunocitoquímica mostrou uma maior expressão da enzima na presença de heme, e que a HO-1 de T. cruzi pode ter mais de uma localização, apresentando marcação citoplasmática e glicossomal. A fim de investigar a sequência da HO-1 de T. cruzi, o DNA genômico foi extraído para amplificação por PCR do gene da HO-1 utilizando oligonucleotídeos desenhados no genoma de T. cruzi. Os dois pares de oligonucleotídeos utilizados nao foram capazes de amplificar uma sequência equivalente a uma HO. Em seguida, utilizamos a técnica de imunoprecipitação, seguida de immunoblotting, com anticorpo anti-HO-1, com objetivo de concentrar a proteína alvo, e observamos um aumento significativo do imunocomplexo nas células tratadas com heme 300 mM, cerca de 2 vezes em relação ao controle. Dando seguimento à tentativa de identificação da HO-1 de T. cruzi, utilizamos a técnica de espectrometria de massa a partir de eletroforese unidimensional, que mostrou uma grande alteração do perfil protéico na presença de heme, mas futuros experimentos são necessários, como eletroforese 2D, para a identificação da proteína alvo

Efeitos da rosuvastatina e da atividade física de baixa intensidade na morfologia renal de ratos normotensos e espontaneamente hipertensos (SHR)

Desordens do sistema renal podem ser as causas da hipertensão arterial, a qual pode, por sua vez, causar doenças renais. A pressão sanguínea elevada é muito comum também nas doenças crônicas dos rins, e é, além disso, um conhecido fator de risco para uma mais rápida progressão da falha renal. A incidência de doenças renais crônicas está aumentando no mundo, e há uma grande necessidade de identificar as terapias capazes de deter ou reduzir a progressão da doença. Há crescente evidência de que as estatinas poderiam desempenhar um papel terapêutico. Além disso, tem sido demonstrado que a atividade física melhora a função renal em pacientes. Estudos ultra-estruturais em humanos e em ratos demonstraram a presença de junções gap dentro de todas as células do glomérulo e os podócitos demonstraram conter principalmente conexina-43 (Cx-43). O presente estudo tem como objetivo observar os efeitos da rosuvastatina e da atividade física de baixa intensidade na estrutura e ultra-estrutura renal e na expressão glomerular de Cx-43 em ratos normotensos (WKY) e em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Os ratos foram divididos aleatoriamente em oito grupos: WKY-C: animais normotensos que não receberam rosuvastatina; WKY-ROS: animais normotensos que receberam rosuvastatina 20mg/kg/dia por gavagem orogástrica; SHR-C: animais hipertensos que não receberam rosuvastatina; SHR-ROS: animais hipertensos que receberam rosuvastatina, como descrito no grupo WKY-ROS; SED-WKY: animais normotensos sedentários; EX-WKY: animais normotensos exercitados; SED-SHR: animais hipertensos sedentários; e, EX-SHR: animais hipertensos exercitados. Os animais dos grupos SHR-C, SHR-ROS e SED-SHR apresentaram níveis de pressão arterial maiores que os animais dos grupos WKY-C, WKY-ROS, SED-WKY, EX-WKY e EX-SHR. A massa corporal dos grupos de animais não diferiram significativamente durante o experimento. Não houve diferença nos níveis sanguíneos de uréia, creatinina, ácido úrico e creatinafosfoquinase entre os animas dos grupos estudados. No entanto, houve um aumento da excreção de proteína de 24 horas nos animais do grupo SHR-C. Houve um aumento na área capsular nos animais do grupo SHR-C. Por microscopia eletrônica de transmissão observou-se que nos animais SHR-C e SED-SHR a barreira de filtração glomerular, o diafragma de fenda e os podócitos estão alterados exibindo os vacúolos nos podócitos e pedicelos mais curtos e mais espessos. Por microscopia eletrônica de varredura, os animais SHR-C e SED-SHR exibiram pedicelos mais afilados, curtos e tortuosos. Um aumento da imunofluorescência para Cx-43 foi observada em células epiteliais viscerais dos glomérulos dos animais do grupo WKY-ROS e nas células parietais e viscerais dos glomérulos dos animais do grupo SHR-ROS, se comparado com os grupos WKY-C e SHR-C. Por outro lado, os animais dos grupos SED-SHR e EX-SHR exibiram diminuição da expressão de Cx-43, comparados aos animais SED-WKY e EX-WKY. Em conclusão, podemos supor que os efeitos renais da rosuvastatina e da atividade física de baixa intensidade podem ser ferramentas terapêuticas para melhorar a estrutura e conseqüentemente a função renal em indivíduos hipertensos

Estudo dos efeitos da radioterapia no tecido cardíaco e sua associação com o metabolismo energético

Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas.

Efeitos de diferentes doses de rosuvastatina no metabolismo lipídico e dos carboidratos, morfometria do tecido adiposo e remodelamento cardíaco de camundongos C57BL/6 alimentados com dieta hiperlipídica

Existe uma significativa associação entre a prevalência de doenças cardiovasculares e a síndrome metabólica. Evidências mostram que a obesidade está associada a alterações estruturais e funcionais do coração. As estatinas podem reduzir a síntese endógena de colesterol e, portanto, são utilizadas como uma importante ferramenta contra a hipercolesterolemia em pacientes obesos. O presente trabalho tem como objetivo estudar os efeitos da rosuvastatina no metabolismo lipídico e dos carboidratos, morfometria do tecido adiposo e no remodelamento cardíaco de camundongos alimentados com uma dieta hiperlipídica. Neste trabalho foram utilizados 50 camundongos distribuidos em cinco grupos: grupo controle (alimentado com dieta padrão), grupo hiperlipídico (alimentado com dieta hipelipídica 60%), grupo hiperlipídico + rosuvastatina 10 (alimentado com dieta hipelipídica 60% - acrescido de 10 mg de rosuvastatina), grupo hiperlipídico + rosuvastatina 20 (alimentado com dieta hipelipídica 60% - acrescido de 20 mg de rosuvastatina), grupo hiperlipídico + rosuvastatina 40 (alimentado com dieta hipelipídica 60% - acrescido de 40 mg de rosuvastatina). Foram estudados os efeitos do tratamento com diferentes doses de rosuvastatina na massa corporal, metabolismo dos carboidratos e lipídios, pressão arterial, remodelamento na estrutura cardíaca e mudanças ultraestruturais no coração de camundongos C57BL / 6 machos alimentados com uma dieta hiperlipídica. O tratamento com rosuvastatina reduziu os níveis de lípidos no sangue, melhorou a resistência à insulina e diminuiu a pressão arterial dos camundongos alimentados com dieta rica em lipídeos. Além disso, atenuou o remodelamento cardíaco, diminuindo a fibrose intersticial e perivascular, e manteve a integridade morfológica mitocondrial, com menor produção de proteina desacopladora-2 (UCP2). Assim, a rosuvastatina tem efeitos benéficos sobre as alterações metabólicas dos carboidratos e lipídios, e no remodelamento cardíaco induzidas por dieta hiperlipídica.

Efeitos da atividade física de baixa intensidade na estrutura das túnicas íntima e média da aorta em ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

O exercício contínuo de baixa intensidade é capaz de atenuar a hipertrofia da célula muscular lisa da parede da aorta de ratos espontaneamente hipertensos (SHR), e parece atuar sobre a distribuição de fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas. As alterações funcionais das grandes artérias relacionadas com a idade, deposição de colágeno e elastina na parede arterial e a elasticidade, são também melhoradas com a atividade física. No presente trabalho objetivamos estudar os efeitos da atividade física aeróbica de baixa intensidade no remodelamento estrutural da artéria aorta em modelo de hipertensão genética de ratos SHR. Através da análise da distribuição das fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas na aorta dos animais controles e SHR submetidos ou não a atividade física de baixa intensidade. Foram utilizados 32 ratos, sendo 16 ratos SHR machos e 16 ratos normotensos Wistar Kyoto (WKY) machos com 8 semanas de idade. Ratos machos foram alocados em 4 grupos: WKY sedentário (WKY-SED), WKY exercitado (EX-WKY), SHR sedentário (SED-SHR), e SHR exercitado (EX-SHR). Os ratos sedentários foram limitados à atividade na caixa, enquanto que os ratos exercitados foram submetidos a um exercício de 1 h / dia, 5 dias / semana. Esses grupos passaram pelo protocolo de atividade física de 20 semanas e a pressão arterial foi mensurada semanalmente (PA). As aortas foram colhidas e processadas para microscopia de luz, microscopia eletrônica e western blotting. Foram realizadas as colorações orcinol neo-fucsina e resorcina-fucsina de Weigert. No grupo hipertenso, o exercício mantém a PA em um nível relativamente semelhante ao inicio do protocolo, mostrando a capacidade de prevenir o aumento da PA ao longo das 20 semanas. No grupo dos animais hipertensos não tratados, a PA aumenta. A PA aumentou progressivamente nos ratos SED-SHRs atingindo 1894 mmHg, mas o exercício físico impediu este processo. Ao final do experimento a PA nos ratos EX-SHRs foi similar o dos ratos WKY (1184 vs. 1144 mmHg), respectivamente. Observou-se maior expressão de elastina e maior distribuição de fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas em animais que foram submetidos ao protocolo de exercício físico. A porcentagem de fibras elásticas e oxitalânicas foi menor em SED-SHR comparado com SED-WKY, mas o exercício físico aumentou a porcentagem dessas fibras em ambos os grupos. Através da imuno-histoquímica ultra-estrutural para elastina e fibrilina, os grupos EX-WKY e EX-SHR apresentaram uma marcação mais intensa para elastina e fibrilina. Animais hipertensos que não sofreram o protocolo de exercício físico apresentam espessura da parede da aorta maior que a dos animais que sofreram o exercício. O número de lamelas elásticas, bem como as fibras oxitalânicas e elaunínicas, é maior no grupo EX-SHR, em relação ao SED-SHR. Os grupos exercitados tiveram maior expressão de eNOS que seus respectivos grupos sedentários, e as células endoteliais apresentaram características morfológicas preservadas. A associação da atividade física com modelos de hipertensão genética mostra que o exercício físico tem efeitos benéficos nessa situação, uma vez que atenua a hipertensão e o remodelamento adverso da parede da aorta.