O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Tuberculose Infantil e Multirresistência

O autor descreve os mecanismos que levam ao aparecimento da resistência do bacilo de Kock (BK) aos antibacilares. A multirresistência, tal como a monorresistência, pode ser primária ou secundária. Em verdadeiro sentido clínico-epidemiológico há multirresistência quando «in vitro» o BK é resistente à isoniazida (INH) e à rifampicina (RMP). Neste caso a possibilidade de um tratamento eficaz é muito reduzida. São assinalados os factores de risco para o aparecimento da multirresistência. Esta pode ter um expressão mundial, predominando em certos continentes, mas pode ter uma expressão nacional nos grandes centros urbanos ou mesmo institucional, aparecendo até agora ligada aos hospitais, clínicas e instituições que tratam ou apoiam doentes com SIDA. Não é conhecida a prevalência da multirresistência em Portugal, mas os médicos que tratam a Tuberculose em doentes com SIDA conhecem bem o fenómeno. Na criança, a resistência secundária é muito rara e o contágio por uma estirpe multirresistente pode acontecer, embora, até ao momento, tenham sido raros os casos comunicados de TB multirresistente em menores de 15 anos. A suspeição clínica deve ser uma constante e, em todas as crianças com TB doença, deve tentar-se o isolamento do BK e submeter este a um teste de sensibilidade. O autor, aconselhando um alerta máximo em relação à multirresistência, julga prudente, por agora, manter os esquemas terapêuticos até aqui usados na TB doença e os que recomenda para a TB infecção.

Estudo de uma cepa humana de Schistosoma mansoni resistente a agentes esquistossomicidas

Foi isolada uma cepa de Schistosoma mansoni proveniente de dois pacientes tratados com hycanthone, por duas vezes, na dose de 2,5mg/kg, i.m., em janeiro e em abril de 1970, e com niridazole (25mg/kg dia x 5 oral), em abril de 1971. O número de ovos por grama de fezes nestes pacientes antes do tratamento era de 2675 e 1025, respectivamente e, após o terceiro tratamento, em torno de 100 ovos/g. Miracídios obtidos das fezes destes pacientes, infectaram caramujos (Biomphalaria glabrata), que passaram a eliminar cercárias (cepa WW). Estas foram utilizadas para infecção experimental de camundongos albinos. Os animais infectados foram tratados com esquemas múltiplos de hycanthone, niridazole e oxamniquine. Estudos comparativos das cepas WW e LE (esta última mantida rotineiramente em nossos laboratórios) mostraram diferenças acentuadas quando à sensibilidade aos esquistossomicidas usados. De fato, com hycanthone, na dose de 80mg/kg, i.m. houve 100% de alteração do oograma nos camundongos infectados com a cepa L.E. e de 0,0% nos infectados com a cepa WW. Com a oxamniquine e niridazole as diferenças foram menores, mas, ainda assim, suficientes para indicar maior resistência da cepa WW a estes esquistossomicidas. Esta é a primeira vez na literatura, que se demonstra resistência em cepas de S. mansoni provenientes de pacientes tratados.

Laboratório remoto de automação industrial (Lab-RAI)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Discrepâncias entre resultados de reações de Guerreiro-Machado executadas em diferentes laboratórios

Reações de fixação de complemento feitas em três laboratórios, usando basicamente a mesma técnica, apresentaram resultados discrepantes com soros chagásicos. Somente 16 soros de um lote de 26 pacientes em fase aguda de infecção tiveram resultados positivos nos três laboratórios, embora nenhum deles fosse unanimente negativo. Quando 224 soros de casos parasitologicamente comprovados de doença de Chagas foram examinados, resultados positivos foram obtidos em 95% deles em um laboratório, 89% em outro e apenas 64% no terceiro. Os resultados mostraram que as discrepãncias observadas dependiam da qualidade dos antígenos usados, dando ênfase à necessidade não só da padronização dos preparados antigênicos, como também da metodologia do teste, a fim de se poder ter resultados comparáveis quanto à sensibilidade e especificidade da reação de Guerreiro-Machado.

Homo Absconditus

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Filosofia Geral

Leitura diacrónica: Dramaturgia e encenação de Falar Verdade a Mentir de Almeida Garrett

Trabalho de Projeto apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Estudos Portugueses – Literatura Portuguesa

Desenvolvimento de um head-mounted display estereoscópio

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

SYPEC: desenvolvimento de classificadores para identificação automática da postura de sentado

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Impulsos activos sobre estruturas de suporte em consola

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Perfil Estruturas e Geotecnia

Caracterização estrutural de enzimas de molibdénio e suas chaperonas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Fatores explicativos dos resultados obtidos na medida de independência funcional aplicada a doentes com lesão neurológica

RESUMO - A medicina baseada na evidência e as iniciativas para melhorar a qualidade dos cuidados de saúde, têm aumentado bem como o reconhecimento da necessidade de medir os resultados funcionais em todos os cuidados de saúde. A reabilitação tem dado grande importância à necessidade de existência de instrumentos clínicos sensíveis aos resultados funcionais e, tem procurado instrumentos que possam ser usados em ambientes clínicos. A doença cérebro-vascular não é uma entidade patológica ou clínica única, podendo apresentar-se segundo quadros clínicos distintos. É uma ameaça à qualidade de vida não só pela sua elevada incidência e mortalidade, mas também pela alta morbilidade. Considerando estas premissas, pretendeu-se estudar a influência das características individuais, demográficas e de prognóstico neurológico dos doentes em reabilitação nas avaliações de funcionalidade. Utilizou-se a base de dados do Centro de Medicina de Reabilitação de Alcoitão, com todos os episódios de internamento de adultos (2647) que ocorreram entre 2006 e 2011, avaliados com a Medida de Independência Funcional (MIF). Este estudo revela que as variáveis com maior impacto na MIF, quer ao nível do score motor quer no score cognitivo são: a idade, o tempo de evolução e o tempo de internamento. A MIF não apresenta grandes variações entre grupos de diagnóstico no score motor mas releva valores estatisticamente significativos, no que diz respeito a esta variável, ao nível do score cognitivo. Os resultados deste estudo suportam ainda a validade da escala de avaliação e sugerem que esta fornece informações fundamentais para um bom programa de reabilitação.

Desempenho energético de um edifício de ensino: modelação gráfica, simulação do consumo e estudo de medidas de eficiência energética

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Estudo da eficiência de adsorção de chumbo presente em meio líquido através da utilização de carvões obtidos na co-pirólise de diferentes resíduos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Avaliação da vida à fadiga de instrumentos endodônticos submetidos a movimento reciprocante

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica