Effects of Acute Cold Stress on Phagocytosis of Apoptotic Cells: The Role of Corticosterone

Background and Aims: Stress can alter many aspects of the immune response, and many studies have been conducted on the effects of stress on inflammatory processes, but little is known about its influence on the resolution of inflammation in tissue homeostasis, which includes the clearance of apoptotic cells by macrophages in a non-phlogistic way. In the present study, we investigated the effect of acute cold stress on the phagocytosis of apoptotic cells by macrophages. Methods: Mice were submitted to acute cold stress (4 degrees C for 4 h) and the capacity of peritoneal macrophages to phagocyte apoptotic thymocytes and to secrete anti-inflammatory cytokines was evaluated. Plasma corticosterone and catecholamine levels were investigated to assess their effect on the phagocytic capacity of macrophages in vitro. Results: We showed that acute cold stress decreases phagocytosis of apoptotic cells at the inflammatory site by lipopolysaccharide-activated macrophages but did not affect resting macrophages. The inhibitory effect on phagocytosis is accompanied by a reduced level of TGF-beta and higher IL-10 secretion. After stress, plasma concentrations of corticosterone increased 6-fold, epinephrine 2-fold and norepinephrine 1.7-fold compared to control mice. In vitro experiments showed that the decrease in phagocytosis after stress could be attributed, at least in part, to the effects of corticosterone; epinephrine and norepinephrine had no effect. Conclusions: The current study shows that acute cold stress decreases phagocytosis of apoptotic cells from an inflammatory environment by macrophages, and this inhibition is mediated by the intracellular glucocorticoid receptor. Copyright (C) 2009 S. Karger AG, Basel

Enteral nutrition in critically ill patients with severe hemodynamic failure after cardiopulmonary bypass.

BACKGROUND & AIMS: The study was designed to investigate and quantify nutritional support, and particularly enteral nutrition (EN), in critically ill patients with severe hemodynamic failure. METHODS: Prospective, descriptive study in a surgical intensive care unit (ICU) in a university teaching hospital: patients aged 67+/-13 yrs (mean+/-SD) admitted after cardiac surgery with extracorporeal circulation, staying 5 days in the ICU with acute cardiovascular failure. Severity of disease was assessed with SAPS II, and SOFA scores. Variables were energy delivery and balance, nutrition route, vasopressor doses, and infectious complications. Artificial feeding delivered according to ICU protocol. EN was considered from day 2-3. Energy target was set 25 kcal/kg/day to be reached stepwise over 5 days. RESULTS: Seventy out of 1114 consecutive patients were studied, aged 67+/-17 years, and staying 10+/-7 days in the ICU. Median SAPS II was 43. Nine patients died (13%). All patients had circulatory failure: 18 patients required intra-aortic balloon-pump support (IABP). Norepinephrine was required in 58 patients (83%). Forty patients required artificial nutrition. Energy delivery was very variable. There was no abdominal complication related to EN. As a mean, 1360+/-620 kcal/kg/day could be delivered enterally during the first 2 weeks, corresponding to 70+/-35% of energy target. Enteral nutrient delivery was negatively influenced by increasing dopamine and norepinephrine doses, but not by the use of IABP. CONCLUSION: EN is possible in the majority of patients with severe hemodynamic failure, but usually results in hypocaloric feeding. EN should be considered in patients with careful abdominal and energy monitoring.

Neuropeptide Y infusion decreases plasma renin activity in postmyocardial infarction rats.

We wished to determine if chronic neuropeptide Y (NPY) infusion (1 ng/min for 1 week by Alzet minipump) could decrease plasma renin activity (PRA) and norepinephrine (NE) in a rat myocardial infarction (MI) model of moderate compensated congestive heart failure (CHF). CHF was produced by prior (6-8 weeks) ligation of the left coronary artery; control rats were sham-operated. Carotid arterial blood was drawn for PRA and NE in conscious unrestrained rats that had been instrumented 24 h earlier. MI rats had increased PRA as compared with sham-operated rats [8.73 +/- 1.27 vs. 5.10 +/- 0.91 ng angiotensin (AI) I/ml.h, mean +/- SE]. During chronic NPY infusion, PRA was reduced to normal in the MI group (4.78 +/- 0.91) but was not affected in the sham group (5.65 +/- 0.51). Plasma NE was altered similarly, but the changes did not reach statistical significance. These data suggest that NPY has the capacity to restrain renin release in moderate compensated CHF.

The inhibitory role of sympathetic nervous system in the Ca2+-dependent proteolysis of skeletal muscle

Mammalian cells contain several proteolytic systems to carry out the degradative processes and complex regulatory mechanisms to prevent excessive protein breakdown. Among these systems, the Ca2+-activated proteolytic system involves the cysteine proteases denoted calpains, and their inhibitor, calpastatin. Despite the rapid progress in molecular research on calpains and calpastatin, the physiological role and regulatory mechanisms of these proteins remain obscure. Interest in the adrenergic effect on Ca2+-dependent proteolysis has been stimulated by the finding that the administration of β2-agonists induces muscle hypertrophy and prevents the loss of muscle mass in a variety of pathologic conditions in which calpains are activated. This review summarizes evidence indicating that the sympathetic nervous system produces anabolic, protein-sparing effects on skeletal muscle protein metabolism. Studies are reviewed, which indicate that epinephrine secreted by the adrenal medulla and norepinephrine released from adrenergic terminals have inhibitory effects on Ca2+-dependent protein degradation, mainly in oxidative muscles, by increasing calpastatin levels. Evidence is also presented that this antiproteolytic effect, which occurs under both basal conditions and in stress situations, seems to be mediated by β2- and β3-adrenoceptors and cAMP-dependent pathways. The understanding of the precise mechanisms by which catecholamines promote muscle anabolic effects may have therapeutic value for the treatment of muscle-wasting conditions and may enhance muscle growth in farm species for economic and nutritional purposes.

Remodelage électrique cardiaque dans des modèles murins de cardiomyopathies

Les cardiomyopathies sont une atteinte du myocarde qui se présente sous différentes formes telles que l’hypertrophie ou la dilatation des chambres cardiaques. Ces maladies du muscle cardiaque peuvent affecter la contraction cardiaque et dégénèrer en insuffisance cardiaque. Aussi, l’hypertrophie et l’insuffisance cardiaques sont associées à une augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaires principalement due au remodelage électrique et à la survenue d’arythmies. De plus, le retard de repolarisation, associé à une diminution des courants K+, est un des troubles cardiaques les plus couramment observés lors de ces pathologies cardiaques. L’angiotensine II (Ang II) et la norépinéphrine, principaux effecteurs du système rénine-angiotensine et du système nerveux sympathique, peuvent tous deux agir directement sur le cœur en liant les récepteurs de type 1 de l’Ang II (AT1) et les récepteurs adrénergiques. L’Ang II et la norépinéphrine sont associées au développement des cardiomyopathies, au remodelage cardiaque et à une prolongation de la durée du potentiel d'action cardiaque. Deux modèles de souris trangéniques surexprimant spécifiquement au niveau cardiaque les récepteurs AT1 (la souris AT1R) ou les récepteurs α1B-adrénergiques (la souris α1B-AR) ont été créés afin d’étudier les effets de ces stimuli sur le cœur. Ces deux modèles de souris développent du remodelage cardiaque, soit de l’hypertrophie chez les souris AT1R (cardiomyopathie hypertrophique) ou une dilatation des chambres cardiaques chez les souris α1B-AR (cardiomyopathie dilatée). Au stade avancé de la maladie, les deux modèles de souris transgéniques sont insuffisants cardiaques. Des données préliminaires ont aussi montré que les souris AT1R et les souris α1B-AR ont une incidence accrue d’arythmies ainsi qu’une prolongation de la durée du potentiel d’action. De plus, ces deux modèles de souris meurent subitement et prématurément, ce qui laissait croire qu’en conditions pathologiques, l’activation des récepteurs AT1 ou des récepteurs α1B-adrénergiques pouvait affecter la repolarisation et causer l’apparition d’arythmies graves. Ainsi, l’objectif de ce projet était de caractériser la repolarisation ventriculaire des souris AT1R et α1B-AR afin de déterminer si la suractivation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs 1B-adrénergiques pouvait affecter directement les paramètres électrophysiologiques et induire des arythmies. Les résultats obtenus ont révélé que les souris AT1R et les souris α1B-AR présentent un retard de repolarisation (prolongation de l’intervalle QTc (dans l’électrocardiogramme) et de la durée du potentiel d’action) causé par une diminution des courants K+ (responsables de la repolarisation). Aussi, l’incidence d’arythmies est plus importante dans les deux groupes de souris transgéniques comparativement à leur contrôle respectif. Finalement, nous avons vu que les troubles de repolarisation se produisent également dans les groupes de souris transgéniques plus jeunes, avant l’apparition de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque. Ces résultats suggèrent qu’en conditions pathologiques, l’activation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs α1B-adrénergiques peut favoriser le développement d’arythmies en retardant la repolarisation et cela, indépendamment de changements hémodynamiques ou du remodelage cardiaque. Les résultats de ces études pourront servir à comprendre les mécanismes responsables du développement d’arythmies cardiaques lors du remodelage et de l’insuffisance cardiaques et pourraient aider à optimiser le choix des traitements chez ces patients atteints ou à risque de développer de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque.

L’amélioration de la performance et de la structure cardiaque par la moxonidine chez les SHR est accompagnée d’une diminution des cytokines, de la MAPK p38 et de l’Akt

L’hypertrophie du ventricule gauche (HVG) est un processus adaptif et compensatoire qui se développe conséquemment à l’hypertension artérielle pour s’opposer à l’élévation chronique de la pression artérielle. L’HVG est caractérisée par une hypertrophie des cardiomyocytes suite à l’augmentation de la synthèse d’ADN, une prolifération des fibroblastes, une augmentation du dépôt de collagène et une altération de la matrice extracellulaire (MEC). Ces changements génèrent des troubles de relaxation et mènent au dysfonctionnement diastolique, ce qui diminue la performance cardiaque. La suractivité du système nerveux sympathique (SNS) joue un rôle essentiel dans le développement de l’hypertension artérielle et de l’HVG à cause de la libération excessive des catécholamines et de leurs effets sur la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires et sur les différentes voies de signalisation hypertrophiques et prolifératives. Le traitement antihypertenseur avec de la moxonidine, un composé sympatholytique d’action centrale, permet une régression de l’HVG suite à une réduction soutenue de la synthèse d'ADN et d’une stimulation transitoire de la fragmentation de l'ADN qui se produit au début du traitement. En raison de l’interaction entre l’HVG, les cytokines inflammatoires, le SNS et leurs effets sur les protéines de signalisation hypertrophiques, l’objectif de cette étude est de détecter dans un modèle animal d’hypertension artérielle et d’HVG, les différentes voies de signalisation associées à la régression de l’HVG et à la performance cardiaque. Des rats spontanément hypertendus (SHR, 12 semaines) ont reçu de la moxonidine à 0, 100 et 400 µg/kg/h, pour une période de 1 et 4 semaines, via des mini-pompes osmotiques implantées d’une façon sous-cutanée. Après 4 semaines de traitement, la performance cardiaque a été mesurée par écho-doppler. Les rats ont ensuite été euthanasiés, le sang a été recueilli pour mesurer les concentrations des cytokines plasmatiques et les cœurs ont été prélevés pour la détermination histologique du dépôt de collagène et de l'expression des protéines de signalisation dans le ventricule gauche. Le traitement de 4 semaines n’a eu aucun effet sur les paramètres systoliques mais a permis d’améliorer les paramètres diastoliques ainsi que la performance cardiaque globale. Par rapport au véhicule, la moxonidine (400 µg/kg/h) a permis d’augmenter transitoirement la concentration plasmatique de l’IL-1β après une semaine et de réduire la masse ventriculaire gauche. De même, on a observé une diminution du dépôt de collagène et des concentrations plasmatiques des cytokines IL-6 et TNF-α, ainsi qu’une diminution de la phosphorylation de p38 et d’Akt dans le ventricule gauche après 1 et 4 semaines de traitement, et cela avec une réduction de la pression artérielle et de la fréquence cardiaque. Fait intéressant, les effets anti-hypertrophiques, anti-fibrotiques et anti-inflammatoires de la moxonidine ont pu être observés avec la dose sous-hypotensive (100 µg/kg/h). Ces résultats suggèrent des effets cardiovasculaires bénéfiques de la moxonidine associés à une amélioration de la performance cardiaque, une régulation de l'inflammation en diminuant les niveaux plasmatiques des cytokines pro-inflammatoires ainsi qu’en inhibant la MAPK p38 et Akt, et nous permettent de suggérer que, outre l'inhibition du SNS, moxonidine peut agir sur des sites périphériques.

Contractile response of femoral arteries in pigs with acute liver failure.

BACKGROUND: Acute liver failure (ALF) is characterized haemodynamically by a progressive hyperdynamic circulation. The pathophysiological mechanism is unknown, but impaired contractility of vascular smooth muscle may play an important role. The aim of this study was to evaluate the vascular response to stimulation with norepinephrine and angiotensin II in endothelium-denuded femoral artery rings. METHODS: Norwegian Landrace pigs weighing 27.1 +/- 0.5 kg (mean +/- sx (standard error of the mean)) were used. ALF was induced by performing a portacaval shunt followed by ligation of the hepatic arteries (n = 6). Sham-operated animals served as controls (n = 5). Cumulative isometric concentration contraction curves were obtained after in vitro stimulation of the femoral artery rings with either angiotensin II (10(-13) - 10(-5) mol/L) or norepinephrine (10(-13) - 10(-3) mol/L). RESULTS: Pigs suffering from ALF developed a hyperdynamic circulation with an increased ca^rdiac index (P = 0.017) and decreased systemic vascular resistance index (P = 0.015). Studies of the hind leg revealed a decreased vascular resistance index and increased blood flow compared to sham-operated controls (P = 0.003 and P = 0.01, respectively). Angiotensin II caused a concentration-dependent contraction of the arterial segments, with no significant differences in vascular responses between the two groups. Maximum force generated did not differ (55 +/- 7 versus 56 +/- 7 mN, P = 0.95). Furthermore, there were no differences for norepinephrine in the cumulative concentration-response curves and the maximum contractile force was not significantly different (87 +/- 8 versus 93 +/- 16 mN, P = 0.55). CONCLUSIONS: This study documents for the first time that there are no signs of endothelium-independent peripheral vascular hyporesponsiveness to angiotensin II and norepinephrine in pigs with ALF.

Suplementación de hormona tiroidea en pacientes pediátricos críticos con síndrome eutiroideo enfermo

Introducción : el síndrome del eutiriodeo enfermo en enfermedades graves es factor de pobre pronóstico. La suplementación con hormona tiroidea mejora la contractibilidad miocardica y estimula la producción de surfactante pulmonar; sin embargo existe controversia debido a las complicaciones secundarias, ausencia de efectos a nivel hemodinámico y de estancia hospitalaria. Objetivo : determinar el efecto de la suplementación oral de hormonas tiroideas en pacientes con choque refractario y necesidad de más de dos inotrópicos con respecto a estabilidad hemodinámica, arritmias, requerimientos de inotrópicos y mortalidad asociada al tratamiento. Metodología : estudio longitudinal observacional de variables repetidas con análisis previo y posterior a la intervención. Realizado en pacientes con choque refractario de la unidad de cuidado intensivo pediátrico del Hospital Simón Bolívar, desde el 1 de enero del 2007 hasta 1 enero del 2009. Resultados: la suplementación tiroidea mostró una disminución significativa en el requerimiento de los inotrópicos adrenérgicos: dopamina, adrenalina y noradrenalina con rangos de [4,78-2.4], [3.92 - 2.98] y [3.58- 2.24] (p <0.001) respectivamente, sin haber diferencia en los vasodilatadores, inodilatadores y diuréticos. No se encontró asociación entre su uso y la presencia de arritmias. Discusión y conclusiones: La hormona tiroidea mostró efecto benéfico en términos de disminución de soporte inotrópico. resultado en concordancia con la literatura y relacionado con la función moduladora de la hormona tiroidea favoreciendo la inotropía miocardica y los índices de contractilidad ventricular izquierda.

Clonidina para el Tratamiento del Dolor Oncológico: una Revisión Sistemática de la Literatura

El dolor oncológico representa una de las principales causas de dolor crónico, siendo los opioides la primera línea de manejo, sin embargo 10% de los pacientes requieren estrategias analgésicas multimodales. La eficacia analgésica de la clonidina como coadyuvante ha sido demostrada para diversos modelos de dolor. Sin embargo no hay revisiones sistemáticas que validen su eficacia y seguridad en dolor crónico oncológico. Se realizó una revisión sistemática de la literatura a noviembre 26 de 2012, encontrando 15 trabajos (12 reportes de caso y tres ensayos clínicos controlados), n=138 pacientes. La intervención tuvo una eficacia entre 44,7 y 100%, mostrando mayor beneficio en pacientes con componente de dolor neuropático. La adición de clonidina fue bien tolerada, siendo la sedación y la disminución en tensión arterial y frecuencia cardiaca los efectos secundarios más frecuentes, con relación dosis dependiente, de resolución espontánea y en ninguno de los casos se documentó lesión secundaria en los pacientes. La vía de administración más frecuente fue neuroaxial (intratecal y peridural). La revisión sistemática no fue susceptible de metaanálisis por la heterogeneidad clínica de los estudios. Los resultados obtenidos sugieren que la adición de clonidina puede ser una opción terapeútica eficaz y segura en los pacientes con dolor crónico oncológico severo refractario a opioides a altas dosis asociado o no a infusión neuroaxial de anestésico local, en especial en presencia de componente neuropático. Sin embargo se identificó la necesidad de un mayor número de ensayos clínicos controlados aleatorios que permitan establecer conclusiones definitivas.

Vascular hyporeactivity to angiotensin II induced by Escherichia coli endotoxin is reversed by Nω-Nitro-L-Arginine, an inhibitor of nitric oxide synthase

Septic shock or sepsis is reported to be one of the major causes of death when followed by systemic infectious trauma in humans and other mammals. Its development leads to a large drop in blood pressure and a reduction in vascular responsiveness to physiological vasoconstrictors which, if not contained, can lead to death. It is proposed that this vascular response is due to the action of bacterial cell wall products released into the bloodstream by the vascular endothelium and is considered a normal response of the body's defenses against infection. A reduction in vascular reactivity to epinephrine and norepinephrine is observed under these conditions. In the present study in rats, the aim was to assess whether those effects of hypotension and hyporeactivity are also related to another endogenous vasoconstrictor, angiotensin II (AII). We evaluated the variation in the power of this vasoconstrictor over the mean arterial pressure in anesthetized rats, before and after the establishment of hypotension by Escherichia coli endotoxin (Etx). Our results show that in this model of septic shock, there is a reduction in vascular reactivity to AII and this reduction can be reversed by the inhibitor of nitric oxide synthase, Nω-Nitro-L- Arginine (NωNLA). Our results also suggest that other endogenous factors (not yet fully known) are involved in the protection of rats against septic shock, in addition to the L-arginine NO pathway.

Alterações hemodinâmicas e neuroendócrinas associadas ao uso da metadona em cães conscientes e anestesiados com isoflurano

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fosforilação, dessensibilização e internalização de adrenoceptores α1A ativados por noradrenalina e oximetazolina: participação diferencial da PKC e da GRK2

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Genotoxicidade humana e fármacos antidepressivos: avaliação da duloxetina em culturas de linfócitos

Fármacos antidepressivos são largamente utilizados no tratamento sintomático do transtorno depressivo. Inúmeras pesquisas atuais sobre a depressão vêm contribuindo para o avanço da terapia farmacológica e para o surgimento de novos fármacos antidepressivos. Diretrizes atuais para testes de genotoxicidade de novos medicamentos sugerem a importante utilidade de ensaios que detectem danos ao DNA, ou seja, testes para avaliar a indução de quebras no DNA. Entretanto, o número escasso de dados sobre a genotoxicidade de fármacos faz com que seja reduzido o número de fármacos que realmente podem ser usados em segurança. Portanto, é de extrema importância estudos sobre a avaliação genotoxicológica de fármacos, principalmente, drogas utilizadas por um longo período de tempo como é o caso dos antidepressivos. A duloxetina é um antidepressivo novo, pertencente à classe dos inibidores seletivos da recaptação de serotonina e noradrenalina (ISRSN), utilizada no tratamento sintomático da depressão. Apesar da existência de trabalhos demonstrando que alguns fármacos antidepressivos são genotóxicos, não existe até hoje nenhum estudo sobre a possível genotoxicidade da duloxetina em células de origem humana. Assim, o presente estudo tem como objetivo explorar o possível potencial genotóxico in vitro da duloxetina em culturas primárias de linfócitos humanos através das técnicas de detecção de aberrações cromossômicas e micronúcleos. Culturas primárias de linfócitos sanguíneos de voluntários sadios foram expostas a diferentes concentrações de duloxetina (10-150 ng/ml) e ciclofosfamida (6 μg/ml) como controle positivo. Aberrações cromossômicas estruturais, índice mitótico, índice de divisão nuclear, índice de binucleação, número de células com um, dois, três e quatro micronúcleos e o número de células com pontes nucleoplasmáticas foram avaliadas. Todos os índices das culturas incubadas com duloxetina foram significativamente menores que aqueles dos grupos controles, indicando um certo grau de citotoxicidade da droga. Entretanto, só as concentrações de 100 e 150 ng/ml provocaram o aumento significativo da presença de aberrações cromossômicas e micronúcleos. Considerando que essas concentrações ficam perto do limite superior da faixa terapêutica da droga usada em humanos, nossos resultados alertam já sobre a necessidade de aprofundar no conhecimento da genotoxicidade humana da duloxetina.

Efeitos determinados pela amitriptilina, administrada pela via subaracnóidea, sobre a medula e as meninges: estudo experimental em cães

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da bupropiona sobre o comportamento sexual, parâmetros espermáticos e fertilidade de ratos machos e sobre a contratilidade do ducto epididimático in vitro

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB