Functional significance of adenosine in carotid body chemosensory activity in control and chronically hypoxic animals

ABSTRACT: Carotid bodies (CB) are peripheral chemoreceptor organs sensing changes in arterial blood O2, CO2 and pH levels. Hypoxia and acidosis or hypercapnia activates CB chemoreceptor cells, which respond by releasing neurotransmitters in order to increase the action potential frequency in their sensory nerve, the carotid sinus nerve (CSN). CSN activity is integrated in the brainstem to induce a fan of cardiorespiratory reflex responses, aimed at normalising the altered blood gases. Exogenously applied adenosine (Ado) increases CSN chemosensory activity inducing hyperventilation through activation of A2 receptors. The importance of the effects of adenosine in chemoreception was reinforced by data obtained in humans, in which the intravenous infusion of Ado causes hyperventilation and dyspnoea, an effect that has been attributed to the activation of CB because Ado does not cross blood-brain barrier and because the ventilatory effects are higher the closer to the CB it is injected. The present work was performed in order to establish the functional significance of adenosine in chemoreception at the carotid body in control and chronically hypoxic rats. To achieve this objective we investigated: 1) The release of adenosine from a rat carotid body in vitro preparation in response to moderate hypoxia and the specificity of this release. We also investigated the metabolic pathways of adenosine production and release in the organ in normoxia and hypoxia; 2) The modulation of adenosine/ATP release from rat carotid body chemoreceptor cells by nicotinic ACh receptors; 3) The effects of caffeine on peripheral control of breathing and the identity of the adenosine receptors involved in adenosine and caffeine effects on carotid body chemoreceptors; 4) The interactions between dopamine D2 receptors and adenosine A2B receptors that modulate the release of catecholamines (CA) from the rat carotid body; 5) The effect of chronic caffeine intake i.e. the continuous blockage of adenosine receptors thereby simulating a caffeine dependence, on the carotid body function in control and chronically hypoxic rats. The methodologies used in this work included: molecular biology techniques (e.g. immunocytochemistry and western-blot), biochemical techniques (e.g. neurotransmitter quantification by HPLC, bioluminescence and radioisotopic methods), electrophysiological techniques (e.g. action potential recordings) and ventilatory recordings using whole-body plethysmography. It was observed that: 1) CB chemoreceptor sensitivity to hypoxia could be related to its low threshold for the release of adenosine because moderate acute hypoxia (10% O2) increased adenosine concentrations released from the CB by 44% but was not a strong enough stimulus to evoke adenosine release from superior cervical ganglia and arterial tissue; 2) Acetylcholine (ACh) modulates the release of adenosine/5’-adenosine triphosphate (ATP) from CB in moderate hypoxia through the activation of nicotinic receptors with α4 and ß2 receptor subunits, suggesting that the excitatory role of ACh in chemosensory activity includes indirect activation of purinergic receptors by adenosine and ATP, which strongly supports the hypothesis that ATP/adenosine are important mediators in chemotransduction; 3) adenosine increases the release of CA from rat CB chemoreceptor cells via A2B receptors; 4) the inhibitory effects of caffeine on CB chemoreceptors are mediated by antagonism of postsynaptic A2A and presynaptic A2B adenosine receptors indicating that chemosensory activity elicited by hypoxia is controlled by adenosine; 5) The release of CA from rat CB chemoreceptor cells is modulated by adenosine through an antagonistic interaction between A2B and D2 receptors, for the first time herein described; 6) chronic caffeine treatment did not significantly alter the basal function of CB in normoxic rats assessed as the dynamics of their neurotransmitters, dopamine, ATP and adenosine, and the CSN chemosensory activity. In contrast, the responses to hypoxia in these animals were facilitated by chronic caffeine intake because it increased the ventilatory response, slightly increased CSN chemosensory activity and increased dopamine (DA) and ATP release; 7) In comparison with normoxic rats, chronically hypoxic rats exhibited an increase in several parameters: ventilatory hypoxic response; basal and hypoxic CSN activity; tyrosine hydroxylase expression, CA content, synthesis and release; basal and hypoxic adenosine release; and in contrast a normal basal release and diminished hypoxia-induced ATP release; 8) Finally, in contrast to chronically hypoxic rats, chronic caffeine treatment did not alter the basal CSN chemosensory activity. Nevertheless, the responses to mild and intense hypoxia, and hypercapnia, were diminished. This inhibitory effect of chronic caffeine in CB output is compensated by central mechanisms, as the minute ventilation parameter in basal conditions and in response to acute hypoxic challenges remained unaltered in rats exposed to chronic hypoxia. We can conclude that adenosine both in acute and chronically hypoxic conditions have an excitatory role in the CB chemosensory activity, acting directly on adenosine A2A receptors present postsynaptically in CSN, and acting presynaptically via A2B receptors controlling the release of dopamine in chemoreceptor cells. We suggest that A2B -D2 adenosine / dopamine interactions at the CB could explain the increase in CA metabolism caused by chronic ingestion of caffeine during chronic hypoxia. It was also concluded that adenosine facilitates CB sensitisation to chronic hypoxia although this effect is further compensated at the central nervous system.-------- RESUMO: Os corpos carotídeos (CB) são pequenos orgãos emparelhados localizados na bifurcação da artéria carótida comum. Estes órgãos são sensíveis a variações na PaO2, PaCO2, pH e temperatura sendo responsáveis pela hiperventilação que ocorre em resposta à hipóxia, contribuindo também para a hiperventilação que acompanha a acidose metabólica e respiratória. As células quimiorreceptoras (tipo I ou glómicas) do corpo carotídeo respondem às variações de gases arteriais libertando neurotransmissores que activam as terminações sensitivas do nervo do seio carotídeo (CSN) conduzindo a informação ao centro respiratório central. Está ainda por esclarecer qual o neurotransmissor (ou os neurotransmissores) responsável pela sinalização hipóxica no corpo carotídeo. A adenosina é um neurotransmissor excitatório no CB que aumenta a actividade eléctrica do CSN induzindo a hiperventilação através da activação de receptores A2. A importância destes efeitos da adenosina na quimiorrecepção, descritos em ratos e gatos, foi reforçada por resultados obtidos em voluntários saudáveis onde a infusão intravenosa de adenosina em induz hiperventilação e dispneia, efeito atribuído a uma activação do CB uma vez que a adenosina não atravessa a barreira hemato-encefálica e o efeito é quanto maior quanto mais perto do CB for a administração de adenosina. O presente trabalho foi realizado com o objectivo de esclarecer qual o significado funcional da adenosina na quimiorrecepção no CB em animais controlo e em animais submetidos a hipoxia crónica mantida. Para alcançar este objectivo investigou-se: 1) o efeito da hipóxia moderada sobre a libertação de adenosina numa preparação in vitro de CB e a especificidade desta mesma libertação comparativamente com outros tecidos não quimiossensitivos, assim como as vias metabólicas de produção e libertação de adenosina no CB em normoxia e hipóxia; 2) a modulação da libertação de adenosina/ATP das células quimiorreceptoras do CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) os efeitos da cafeína no controlo periférico da ventilação e a identidade dos receptores de adenosina envolvidos nos efeitos da adenosina e da cafeína nos quimiorreceptores do CB; 4) as interacções entre os receptores D2 de dopamina e os receptores A2B de adenosina que modulam a libertação de catecolaminas (CA) no CB de rato e; 5) o efeito da ingestão crónica de cafeína, isto é, o contínuo bloqueio e dos receptores de adenosina, simulando assim o consumo crónico da cafeína, tal como ocorre na população humana mundial e principalmente no ocidente, na função do corpo carotídeo em ratos controlo e em ratos submetidos a hipoxia crónica. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas de biologia molecular como imunocitoquímica e western-blot; técnicas bioquímicas, tais como a quantificação de neurotransmissores por HPLC, bioluminescência e métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como o registro de potenciais eléctricos do nervo do seio carotídeo in vitro; e registros ventilatórios in vivo em animais não anestesiados e em livre movimento (pletismografia). Observou-se que: 1) a especificidade dos quimiorreceptores do CB como sensores de O2 está correlacionada com o baixo limiar de libertação de adenosina em resposta à hipóxia dado que a libertação de adenosina do CB aumenta 44% em resposta a uma hipóxia moderada (10% O2), que no entanto não é um estímulo suficientemente intenso para evocar a libertação de adenosina do gânglio cervical superior ou do tecido arterial. Observou-se também que aproximadamente 40% da adenosina libertada pelo CB provém do catabolismo extracelular do ATP quer em normóxia quer em hipóxia moderada, sendo que PO2 reduzidas induzem a libertação de adenosina via activação do sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) a ACh modula a libertação de adenosina /ATP do CB em resposta à hipoxia moderada sugerindo que o papel excitatório da ACh na actividade quimiossensora inclui a activação indirecta de receptores purinérgicos pela adenosina e ATP, indicando que a adenosina e o ATP poderiam actuar como mediadores importantes no processo de quimiotransducção uma vez que: a) a activação dos receptores nicotínicos de ACh no CB em normóxia estimula a libertação de adenosina (max 36%) provindo aparentemente da degradação extracelular do ATP. b) a caracterização farmacológica dos receptores nicotínicos de ACh envolvidos na estimulação da libertação de adenosina do CB revelou que os receptores nicotínicos de ACh envolvidos são constituídos por subunidades α4ß2. 3) a adenosina modula a libertação de catecolaminas das células quimiorreceptoras do CB através de receptores de adenosina A2B dado que: a)a cafeína, um antagonista não selectivo dos receptores de adenosina, inibiu a libertação de CA quer em normóxia quer em resposta a estímulos de baixa intensidade sendo ineficaz na libertação induzida por estímulos de intensidade superior; b) o DPCPX e do MRS1754 mimetizaram os efeitos da cafeína no CB sendo o SCH58621 incapaz de induzir a libertação de CA indicando que os efeitos da cafeína seriam mediados por receptores A2B de adenosina cuja presença nas células quimiorreceptoras do CB demonstramos por imunocitoquímica. 4) a aplicação aguda de cafeína inibiu em 52% a actividade quimiossensora do CSN induzida pela hipóxia sendo este efeito mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos e A2B pré-sinápticos indicando que a actividade quimiossensora induzida pela hipóxia é controlada pela adenosina. 5) existe uma interacção entre os receptores A2B e D2 que controla a libertação de CA do corpo carotídeo de rato uma vez que: a) os antagonistas dos receptores D2, domperidona e haloperidol, aumentaram a libertação basal e evocada de CA das células quimiorreceptoras confirmando a presença de autorreceptores D2 no CB de rato que controlam a libertação de CA através de um mecanismo de feed-back negativo. b) o sulpiride, um antagonista dos receptores D2, aumentou a libertação de CA das células quimiorreceptoras revertendo o efeito inibitório da cafeína sobre esta mesma libertação; c) a propilnorapomorfina, um agonista D2 inibiu a libertação basal e evocada de CA sendo este efeito revertido pela NECA, um agonista dos receptores A2B. O facto de a NECA potenciar o efeito do haloperidol na libertação de CA sugere que a interacção entre os receptores D2 e A2B poderia também ocorrer ao nível de segundos mensageiros, como o cAMP. 6) a ingestão crónica de cafeína em ratos controlo (normóxicos) não alterou significativamente a função basal do CB medida como a dinâmica dos seus neurotransmissores, dopamina, ATP e adenosina e como actividade quimiossensora do CSN. Contrariamente aos efeitos basais, a ingestão crónica de cafeína facilitou a resposta à hipóxia, dado que aumentou o efeito no volume minuto respiratórioapresentando-se também uma clara tendência para aumentar a actividade quimiossensora do CSN e aumentar a libertação de ATP e dopamina.7) após um período de 15 dias de hipóxia crónica era evidente o fenómeno de aclimatização dado que as respostas ventilatórias à hipóxia se encontram aumentadas, assim como a actividade quimiossensora do CSN basal e induzida pela hipóxia. As alterações observadas no metabolismo da dopamina, assim como na libertação basal de dopamina e de adenosina poderiam contribuir para a aclimatização durante a hipoxia crónica. A libertação aumentada de adenosina em resposta à hipóxia aguda em ratos hipóxicos crónicos sugere um papel da adenosina na manutenção/aumento das respostas ventilatórias à hipóxia aguda durante a hipóxia crónica. Observou-se também que a libertação de ATP induzida pela hipóxia aguda se encontra diminuída em hipóxia crónica, contudo a ingestão crónica de cafeína reverteu este efeito para valores similares aos valores controlo, sugerindo que a adenosina possa modular a libertação de ATP em hipóxia crónica. 8) a ingestão crónica de cafeína em ratos hipóxicos crónicos induziu o aumento do metabolismo de CA no CB, medido como expressão de tirosina hidroxilase, conteúdo, síntese e libertação de CA. 9) a ingestão crónica de cafeína não provocou quaisquer alterações na actividade quimiossensora do CSN em ratos hipóxicos crónicos no entanto, as respostas do CSN à hipóxia aguda intensa e moderada e à hipercapnia encontram-se diminuídas. Este efeito inibitório que provém da ingestão crónica de cafeína parece ser compensado ao nível dos quimiorreceptores centrais dado que os parâmetros ventilatórios em condições basais e em resposta à hipoxia aguda não se encontram modificados em ratos expostos durante 15 dias a uma atmosfera hipóxica. Resumindo podemos assim concluir que a adenosina quer em situações de hipoxia aguda quer em condições de hipoxia crónica tem um papel excitatório na actividade quimiossensora do CB actuando directamente nos receptores A2A presentes pós-sinapticamente no CSN, assim como facilitando a libertação de dopamina pré-sinapticamente via receptores A2B presentes nas células quimiorreceptoras. A interacção negativa entre os receptores A2B e D2 observadas nas células quimiorreceptoras do CB poderia explicar o aumento do metabolismo de CA observado após a ingestão crónica de cafeína em animais hipóxicos. Conclui-se ainda que durante a aclimatização à hipóxia a acção inibitória da cafeína, em termos de resposta ventilatória, mediada pelos quimiorreceptores periféricos é compensada pelos efeitos excitatórios desta xantina ao nível do quimiorreceptores centrais.------- RESUMEN Los cuerpos carotídeos (CB) son órganos emparejados que están localizados en la bifurcación de la arteria carótida común. Estos órganos son sensibles a variaciones en la PaO2, en la PaCO2, pH y temperatura siendo responsables de la hiperventilación que ocurre en respuesta a la hipoxia, contribuyendo también a la hiperventilación que acompaña a la acidosis metabólica y respiratoria. Las células quimiorreceptoras (tipo I o glómicas) del cuerpo carotídeo responden a las variaciones de gases arteriales liberando neurotransmissores que activan las terminaciones sensitivas del nervio del seno carotídeo (CSN) llevando la información al centro respiratorio central. Todavía esta por clarificar cual el neurotransmisor (o neurotransmisores) responsable por la señalización hipóxica en el CB. La adenosina es un neurotransmisor excitatório en el CB ya que aumenta la actividad del CSN e induce la hiperventilación a través de la activación de receptores de adenosina del subtipo A2. La importancia de estos efectos de la adenosina en la quimiorrecepción, descritos en ratas y gatos, ha sido fuertemente reforzada por resultados obtenidos en voluntarios sanos en los que la infusión intravenosa de adenosina induce hiperventilación y dispnea, efectos estés que han sido atribuidos a una activación del CB ya que la adenosina no cruza la barrera hemato-encefalica y el efecto es tanto más grande cuanto más cercana del CB es la administración. Este trabajo ha sido realizado con el objetivo de investigar cual el significado funcional de la adenosina en la quimiorrecepción en el CB en animales controlo y en animales sometidos a hipoxia crónica sostenida. Para alcanzar este objetivo se ha estudiado: 1) el efecto de la hipoxia moderada en la liberación de adenosina en una preparación in vitro de CB y la especificidad de esta liberación en comparación con otros tejidos no-quimiosensitivos, así como las vías metabólicas de producción y liberación de adenosina del órgano en normoxia y hipoxia; 2) la modulación de la liberación de adenosina/ATP de las células quimiorreceptoras del CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) los efectos de la cafeína en el controlo periférico de la ventilación y la identidad de los receptores de adenosina involucrados en los efectos de la adenosina y cafeína en los quimiorreceptores del CB; 4) las interacciones entre los receptores D2 de dopamina y los receptores A2B de adenosina que modulan la liberación de catecolaminas (CA) en el CB de rata y; 5) el efecto de la ingestión crónica de cafeína, es decir, el bloqueo sostenido de los receptores de adenosina, simulando la dependencia de cafeína observada en la populación mundial del occidente, en la función del CB en ratas controlo y sometidas a hipoxia crónica sostenida. Los métodos utilizados en este trabajo incluirán: técnicas de biología molecular como imunocitoquímica y western-blot; técnicas bioquímicas, tales como la cuantificación de neurotransmissores por HPLC, bioluminescencia y métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como el registro de potenciales eléctricos del nervio do seno carotídeo in vitro; y registros ventilatórios in vivo en animales no anestesiados y en libre movimiento (pletismografia). Se observó que: 1) la sensibilidad de los quimiorreceptores de CB esta correlacionada con un bajo umbral de liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia ya que en respuesta a una hipoxia moderada (10% O2) la liberación de adenosina en el CB aumenta un 44%, sin embargo esta PaO2 no es un estimulo suficientemente fuerte para inducir la liberación de adenosina del ganglio cervical superior o del tejido arterial; se observó también que aproximadamente 40% de la adenosina liberada del CB proviene del catabolismo extracelular del ATP en normoxia y en hipoxia moderada, y que bajas PO2 inducen la liberación de adenosina vía activación del sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) la ACh modula la liberación de adenosina /ATP del CB en respuesta a la hipóxia moderada lo que sugiere que el papel excitatório de la ACh en la actividad quimiosensora incluye la activación indirecta de receptores purinérgicos por la adenosina y el ATP, indicando que la adenosina y el ATP pueden actuar como mediadores importantes en el proceso de quimiotransducción ya que: a) la activación de los receptores nicotínicos de ACh en el CB en normoxia estimula la liberación de adenosina (max 36%) que aparentemente proviene de la degradación extracelular del ATP. Se observó también que este aumento de adenosina en el CB en hipoxia ha sido antagonizado parcialmente por antagonistas de estos mismos receptores; b) la caracterización farmacológica de los receptores nicotínicos de ACh involucrados en la estimulación de la liberación de adenosina del CB ha revelado que los receptores nicotínicos de ACh involucrados son constituidos por sub-unidades α4ß2. 3) la adenosina modula la liberación de CA de las células quimiorreceptoras del CB a través de receptores de adenosina A2B ya que: a) la cafeína, un antagonista no selectivo de los receptores de adenosina, ha inhibido la liberación de CA en normoxia y en respuesta a estímulos de baja intensidad siendo ineficaz en la liberación inducida por estímulos de intensidad superior; b) el DPCPX y el MRS1754 ha mimetizado los efectos de la cafeína en el CB y el SCH58621 ha sido incapaz de inducir la liberación de CA lo que sugiere que los efectos de la cafeína son mediados por receptores A2B de adenosina que están localizados pré-sinapticamente en las células quimiorreceptoras del CB. 4) la aplicación aguda de cafeína ha inhibido en 52% la actividad quimiosensora del CSN inducida por la hipoxia siendo este efecto mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos y A2B pré-sinápticos lo que indica que la actividad quimiosensora inducida por la hipoxia es controlada por la adenosina. 5) existe una interacción entre los receptores A2B y D2 que controla la liberación de CA del CB de rata ya que: a) el sulpiride, un antagonista de los receptores D2, ha aumentado la liberación de CA de las células quimiorreceptoras revertiendo el efecto inhibitorio de la cafeína sobre esta misma liberación; b) los antagonistas de los receptores D2, domperidona y haloperidol, han aumentado la liberación basal e evocada de CA de las células quimiorreceptoras confirmando la presencia de autorreceptores D2 en el CB de rata que controlan la liberación de CA a través de un mecanismo de feed-back negativo; c) la propilnorapomorfina, un agonista D2, ha inhibido la liberación basal e evocada de CA sendo este efecto revertido por la NECA, un agonista de los receptores A2B. Ya que la NECA potencia el efecto del haloperidol en la liberación de CA la interacción entre los D2 y A2B puede también ocurrir al nivel de segundos mensajeros, como el cAMP. 6) la ingestión crónica de cafeína en ratas controlo (normóxicas) no ha cambiado significativamente la función basal del CB medida como la dinámica de sus neurotransmisores, dopamina, ATP y adenosina y como actividad quimiosensora del CSN. Al revés de lo que pasa con los efectos básales, la ingestión crónica de cafeína facilitó la respuesta a la hipóxia, ya que ha aumentado la respuesta ventilatória medida como volumen minuto presentando también una clara tendencia para aumentar la actividad quimiosensora del CSN y aumentar la liberación de ATP y dopamina. 7. Después de un período de 15 días de hipoxia crónica se puede observar el fenómeno de climatización ya que las respuestas ventilatórias a la hipoxia están aumentadas, así como la actividad quimiosensora del CSN basal e inducida por la hipoxia. Los cambios observados en el metabolismo de la dopamina, así como en la liberación basal de dopamina y de adenosina podrían contribuir para la climatización en hipoxia crónica. El aumento en la liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia aguda en ratas sometidas a hipoxia crónica sugiere un papel para la adenosina en el mantenimiento/aumento de las respuestas ventilatórias a la hipoxia aguda en hipoxia crónica sostenida. Se ha observado también que la liberación de ATP inducida por la hipoxia aguda está disminuida en hipoxia crónica y que la ingestión crónica de cafeína reverte este efecto para valores similares a los valores controlo, sugiriendo que la adenosina podría modular la liberación de ATP en hipoxia crónica. 8. la ingestión crónica de cafeína ha inducido el aumento del metabolismo de CA en el CB en ratas hipóxicas crónicas, medido como expresión de la tirosina hidroxilase, contenido, síntesis y liberación de CA. 9. la ingestión crónica de cafeína no ha inducido cambios en la actividad quimiosensora del CSN en ratas hipóxicas crónicas sin embargo las respuestas do CSN a una hipoxia intensa y moderada y a la hipercapnia están disminuidas. Este efecto inhibitorio que es debido a la ingestión crónica de cafeína es compensado al nivel de los quimiorreceptores centrales ya que los parámetros ventilatórios en condiciones básales y en respuesta a la hipoxia aguda no están modificados en ratas expuestas durante 15 días a una atmósfera hipóxica. Resumiendo se puede concluir que la adenosina en situaciones de hipoxia aguda así como en hipoxia crónica tiene un papel excitatório en la actividad quimiosensora del CB actuando directamente en los receptores A2A localizados pós-sinapticamente en el CSN, así como controlando la liberación de dopamina pré-sinaptica vía receptores A2B localizados en las células quimiorreceptoras. Las interacciones entre los receptores A2B y D2 observadas en las células quimiorreceptoras del CB podrían explicar el aumento del metabolismo de CA observado después de la ingestión crónica de cafeína en animales hipóxicos. Por fin, pero no menos importante se puede concluir que durante la climatización a la hipoxia la acción inhibitoria de la cafeína, medida como respuesta ventilatória, mediada por los quimiorreceptores periféricos es compensada por los efectos excitatórios de esta xantina al nivel de los quimiorreceptores centrales.

PRESENCE OF ANTI-TOXOCARA ANTIBODIES IN CHILDREN SELECTED AT HOSPITAL UNIVERSITÁRIO, CAMPO GRANDE, MS, BRAZIL

Visceral Larva Migrans syndrome (VLM) results from the presence or migration of helminth larvae in humans, who nonetheless only play the role of paratenic hosts in the helminths' life cycle. In humans, VLM can be caused by larvae of various nematode species, chiefly those of the ascarid Toxocara canis, which can then be found at a variety of body sites, such as the liver, lungs, heart, and brain. Clinical and pathological manifestations depend primarily on larvae number and location, infection duration, reinfection occurrence, and host's immunological condition. Signs and symptoms may range from asymptomatic infection to severe disease. In humans, infection is acquired through ingestion of T. canis eggs present in soil, containing larvae in the infective stage7, 8, 9. Indeed, eggs of Toxocara sp. have been found in sandboxes in several public places in the city of Campo Grande, Mato Grosso do Sul state2. This study was carried out to detect the presence of anti-Toxocara antibodies in children attending the Pediatrics division of Hospital Universitário of Universidade Federal de Mato Grosso do Sul at Campo Grande, Brazil. Over the years 1992-94, 454 serum samples, obtained from children of 5.25 ± 3.28 years of mean age and selected at that hospital on the basis of eosinophil count greater than or equal to 1000/mm3 of blood, were tested for the presence of antibodies by means of the ELISA technique employing Toxocara canis larvae excretory-secretory antigens5. A high prevalence rate for toxocariasis (35.55%) was found, which was observed to be associated with eosinophil levels lower than those usually reported in literature. Furthermore, a higher frequency of positive serology among boys was also observed (13 cases in contrast to only 3 among girls), a result also reported by other authors

Cross-Reactions between Toxocara canis and Ascaris suum in the diagnosis of visceral larva migrans by western blotting technique

Visceral larva migrans (VLM) is a clinical syndrome caused by infection of man by Toxocara spp, the common roundworm of dogs and cats. Tissue migration of larval stages causes illness specially in children. Because larvae are difficult to detect in tissues, diagnosis is mostly based on serology. After the introduction of the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using the larval excretory-secretory antigen of T. canis (TES), the diagnosis specificity was greatly improved although cross-reactivity with other helminths are still being reported. In Brazil, diagnosis is routinely made after absorption of serum samples with Ascaris suum antigens, a nematode antigenicaly related with Ascaris lumbricoides which is a common intestinal nematode of children. In order to identify T. canis antigens that cross react to A. suum antigens we analyzed TES antigen by SDS-PAGE and Western blotting techniques. When we used serum samples from patients suspected of VLM and positive result by ELISA as well as a reference serum sample numerous bands were seen (molecular weight of 210-200 kDa, 116-97 kDa, 55-50 kDa and 35-29 kDa). Among these there is at least one band with molecular weight around 55-66 kDa that seem to be responsible for the cross-reactivity between T. canis e A. suum once it disappears when previous absorption of serum samples with A. suum antigens is performed

Synanthropic rodent reservoirs of Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi in the valley of Caracas, Venezuela

Direct blood examination and xenodiagnosis of 47 synanthropic rodents (Rattus rattus, R. norvegicus, Mus musculus) captured in the valley of Caracas, Venezuela, revealed trypanosomal infections in 12 R. rattus, 10 with T. lewisi and 2 with T. cruzi. Of the latter the course of parasitemia, the pleomorphism of the bloodstream trypomastigotes, tissue tropism in naturally and experimentally infected rats and mice, host mortality, morphology of fecal parasites in Rhodnius prolixus used for xenodiagnosis, and infectivity of the bug feces for NMRI mice, were all characteristic of Trypanosoma (Schizotrypanum) cruzi. One rat, with a patent parasitemia, had numerous nests of amastigotes in cardiac muscle and moderate parasitism of the smooth muscle of the duodenum and of skeletal muscle. Mice inoculated with fecal flagellates from the bugs had moderate tissue tropism in the same organs and also in the colon and pancreas. The possible role of R. rattus in the establishment of foci of Chagas’ disease in Caracas is discussed

PREVALENCE OF ANTI- Toxocara ANTIBODIES IN A RANDOM SAMPLE OF INPATIENTS AT A CHILDREN'S HOSPITAL IN VITÓRIA, ESPÍRITO SANTO, BRAZIL

In the streets of Vitória, in the State of Espírito Santo, Brazil, are large number of stray dogs, many of which are infected with Toxocara canis, suggesting a high risk for human infection. In order to investigate the prevalence of Toxocara infection in children in Espírito Santo we studied the prevalence of anti-Toxocara antibodies in 100 random inpatients over one year of age, at the Children's Hospital N.S. da Glória, the reference children's hospital for the State.All the sera were collected during the period between October 1996 and January 1997. The mean age was 6.6±4.1 yrs. (1 to 14 yrs., median 6yrs.) and there were patients from all of the different wards of the hospital. Sixty-eigth patients came from the metropolitan area of Vitória and the other 32 from 17 other municipalities. The anti-Toxocara antibodies were investigated by ELISA-IgG using a secretory-excretory antigen obtained from second stage larvae. All sera were adsorbed with Ascaris suum antigen before the test. Thirty-nine sera (39%) were positive, predominantly from boys, but the gender difference was not statistically significant (boys:25/56 or 44.6%; girls:14/44 or 31.8%; p=0.311). The prevalence of positive sera was higher, but not statistically significant, in children from the urban periphery of metropolitan Vitória (formed by the cities of Vitória, Cariacica, Vila Velha, Serra and Viana) than in children from 17 other municipalities (44.1% and 28.1% respectively, p=0.190). Although the samples studied do not represent all children living in the State of Espírito Santo, since the Children's Hospital N.S. da Glória admits only patients from the state health system, it is probable that these results indicate a high frequency of Toxocara infection in children living in Espírito Santo. Further studies of population samples are necessary to ascertain the prevalence of Toxocara infection in our country.

Responses of higher plants to boron deficiency

Dissertation presented to obtain the degree of Doctorate in Biochemistry by Instituto de Tecnologia Química e Biológica of Universidade Nova de Lisboa

EXPERIENCE IN THE EVALUATION OF CHILDREN WITH HEPATOSPLENOMEGALY AT A TEACHING AMBULATORY, SÃO PAULO, BRAZIL

Objectives: Describe cases of children with hepatosplenomegaly (HS) attended at the General Pediatric Teaching Ambulatory (AGER) of Instituto da Criança, São Paulo, identifying the main causes, evolution, necessity for hospitalization and/or referral to specialists. Methodology: Retrospective analysis of the records of children presenting HS on admission at AGER from September 1, 1993 to August 31, 1996. Results: Of the 89 children included (age range, 1 to 148 months; median, 24 months), 64 (72%) were referred from other services for HS investigation. Most common presenting complaints were: fever - 39 (44%); pallor - 26 (29%); weight loss - 21 (24%) and jaundice - 14 (16%). Main alterations noticed on physical examination were: pallor - 47 (53%) and short stature - 17 (19%). Anemia was diagnosed in 70 children (79%); 35 children (39%) had infections; 7 (8%) metabolic disorders and 5 (6%) neoplastic disorders. The most frequent infections were of the urinary tract - 9 (10%) and hepatitis A - 6 (7%).Thirty six children (40%) were referred to specialists, 17 of which were already diagnosed. Conclusions: Most of the children with HS present deficiency anemia associated with infections which the general pediatrician is able to diagnose. Persistence of unexplained HS for more than 2 months, especially when there is substantial volume enlargement or alteration in the organs consistency, is an indication for referral to specialists.

TOXOCARIASIS: SEROLOGICAL DIAGNOSIS BY INDIRECT ANTIBODY COMPETITION ELISA

Toxocariasis is caused by infection of man by Toxocara canis and Toxocara cati larvae, the common roundworm of dogs and cats. Because larvae are difficult to detect in tissues, diagnosis is mostly based on serology. Non specific reactions are observed mainly due to cross-reactivity with Ascaris sp antigens. This investigation aimed at developing and evaluating an indirect antibody competition ELISA (IACE) employing a specific rabbit IgG anti-Toxocara canis excretory-secretory antigens as the competition antibody, in order to improve indirect ELISA specificity performed for toxocariasis diagnosis. For that, the rabbit IgG was previously absorbed by Ascaris suum adult antigens. Sensitivity and specificity of IACE were first evaluated in 28 serum samples of mice experimentally infected with T. canis embryonated eggs. Adopting cut-off value established in this population before infection, sensitivity and specificity were 100% after 20 days post-inoculation. For human population IACE was evaluated using sera from 440 patients with clinical signs of toxocariasis and the cut-off value was established with 60 serum samples from apparently healthy individuals. Using as reference test the indirect ELISA performed by Adolfo Lutz Institute, sensitivity was 60.2%, specificity was 98% and concordance was 77.3%. Repeatability of IACE was evaluated by the inter-reactions variation coefficient (2.4%).

Development of 2-oxazoline-based hydrogels and porous polyester microparticles in scCO2

Thesis submitted to Faculdade de Ciências e Tecnologia from Universidade Nova de Lisboa in partial fulfillment of the requirements for the obtention of the degree of Master of Science in Biotechnology

Chromobacterium violaceum infection in Brazil. A case report

We report the second case of infection with Chromobacterium violaceum that occurred in Brazil. A farm worker living in the State of São Paulo presented fever and severe abdominal pain for four days. At hospitalization the patient was in a toxemic state and had a distended and painful abdomen. Chest X-ray and abdominal ultrasound revealed bilateral pneumonia and hypoechoic areas in the liver. The patient developed failure of multiple organs and died a few hours later. Blood culture led to isolation of C. violaceum resistant to ampicillin and cephalosporins and sensitive to chloramphenicol, tetracyclin, aminoglicosydes, and ciprofloxacin. Autopsy revealed pulmonary microabscesses and multiple abscesses in the liver. The major features of this case are generally observed in infections by C. violaceum: rapid clinical course, multiple visceral abscesses, and high mortality. Because of the antimicrobial resistance profile of this Gram-negative bacillus, for appropriate empirical antibiotic therapy it is important to consider chromobacteriosis in the differential diagnosis of severe community infections in Brazil.

Sistema de deteção de arritmias

Esta dissertação apresenta o trabalho realizado no âmbito da unidade curricular de Tese/Dissertação (TEDI), do 2º ano, do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no ramo de Automação e Sistemas. O principal objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de um sistema que permita efetuar a deteção de um determinado número de anomalias num sinal eletrocardiográfico. O coração é um dos órgãos mais importantes do corpo humano. É ele que recebe e bombeia o sangue pelo organismo. Isto é, recebe sangue pobre em oxigénio, encaminha-o para os pulmões onde será enriquecido em oxigénio. O sangue enriquecido em oxigénio é então encaminhado novamente para o coração que será enviado para todas as partes do corpo humano. O eletrocardiograma desempenha um papel fundamental de modo a diagnosticar eventuais anomalias no correto funcionamento do coração. Estas anomalias podem dever-se a diversos fatores como tabaco, colesterol, pressão sanguínea alta ou diabetes entre outros. As anomalias associadas ao ritmo cardíaco são denominadas de arritmias. As arritmias são fundamentalmente originadas pela alteração da frequência ou do ritmo cardíaco. Utilizando a lógica difusa, pretendeu-se desenvolver um sistema que fizesse a identificação de um determinado número de tipos de batimentos entre os quais: o bloqueio do ramo esquerdo (LBBB), bloqueio do ramo direito (RBBB), contração prematura ventricular (VPC) e contração prematura auricular (APC). Todos os desenvolvimentos efetuados, a nível de programação, são neste documento relatados de forma a constituírem um possível guia para a utilização deste tipo de sistemas. Mais ainda, descrevem-se nele toda a pesquisa efetuada e as alternativas de desenvolvimento selecionadas. O Sistema de Deteção de Arritmias (SDA) desenvolvido mostrou-se eficaz desde que o utilizador consiga identificar corretamente os parâmetros que lhe são pedidos. A interface gráfica desenvolvida permitiu também uma maior facilidade durante a análise do sinal eletrocardiográfico.

Central nervous system paracoccidioidomycosis. Report of a case successfully treated with Itraconazol

Paracoccidioidomycosis (PCM) is a primary pulmonary infection that often disseminates to other organs and systems. Involvement of the central nervous system (CNS) is rare and due to the fact that both clinical alertness and establishment of the diagnosis are delayed, the disease progresses causing serious problems. We report here a case of neuroparacoccidioidomycosis (NPCM), observed in a 55 year-old male, who consulted due to neurological symptoms (left hemiparesis, paresthesias, right palpebral ptosis, headache, vomiting and tonic clonic seizures) of a month duration. Upon physical examination, an ulcerated granulomatous lesion was observed in the abdomen. To confirm the diagnosis a stereotactic biopsy was taken; additionally, mycological tests from the ulcerated lesion and a bronchoalveolar lavage were performed. In the latter specimens, P. brasiliensis yeast cells were visualized and later on, the brain biopsy revealed the presence of the fungus. Treatment with itraconazole (ITZ) was initiated but clinical improvement was unremarkable; due to the fact that the patient was taking sodium valproate for seizure control, drug interactions were suspected and confirmed by absence of ITZ plasma levels. The latter medication was changed to clonazepam and after several weeks, clinical improvement began to be noticed and was accompanied by diminishing P. brasiliensis antigen and antibody titers. In the PCM endemic areas, CNS involvement should be considered more often and the efficacy of itraconazole therapy should also be taken into consideration.

The genetic basis of morphological change in convergent evolution of natural populations: identifying candidate genes behind convergent evolution in blind cavefish astyanax mexicanus

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biology at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa.

Importance of immunoglobulin E (IgE) in the protective mechanism against gastrointestinal nematode infection: looking at the intestinal mucosae

This review discusses experimental evidences that indicate the IgE participation on the effector mechanisms that leads to gastrointestinal nematode elimination. Data discussed here showed that, for most experimental models, the immune response involved in nematode elimination is regulated by Th-2 type cytokines (especially IL-4). However, the mechanism(s) that result in worm elimination is not clear and might be distinct in different nematode species. Parasite specific IgE production, especially the IgE produced by the intestinal mucosae or associated lymphoid organs could participate in the intestinal elimination of Trichinella spiralis from infected rats. Intestinal IgE may also be important to the protective mechanism developed against other gastrointestinal nematodes that penetrate the murine duodenum mucosa tissue, such as Strongyloides venezuelensis and Heligmosomoides polygyrus. At least in Trichinella spiralis infected rats, the results indicated that intestinal IgE might work independently from mast cell degranulation for worm elimination.

Identification of toxocara canis antigens by Western blot in experimentally infected rabbits

Toxocariasis is a frequent helminthiasis that can cause visceral and ocular damage in humans specially in children. The identification of specific antigens of Toxocara canis is important in order to develop better diagnostic techniques. Ten rabbits were infected orally with a dose of 5000 Toxocara canis embryonated eggs. Rabbits were bled periodically and an ELISA assay was performed to determine levels of specific Toxocara IgG antibodies. ELISA detected antibodies at day 15 after infection. Western blot (WB) assay was performed using excretory/secretory antigens (E/S) of T. canis second stage larvae. Different antigen concentrations were evaluated: 150, 200, 250 and 300 µg/mL. The concentration of 250 µg/mL was retained for analysis. Rabbit sera were diluted 1:100. Secondary antibody was used at a dilution of 1:1000. Results of WB indicated that in the first month after infection specific antibodies against the 200 KDa, 116 KDa, 92 KDa and 35 KDa antigens were detected; antibodies against the 92 KDa, 80 KDa, 66 KDa, 45 KDa, 31 KDa and 28 KDa antigens appeared later. All positive sera in the ELISA test were also positive in WB. Two antigen bands, 92 KDa and 35 KDa, were identified since the beginning and throughout the course of infection. These antigens merit further evaluation as candidates for use in diagnosis.