Autonomic control of heart rate during forced activity and digestion in the snake Boa constrictor

Reptiles, particularly snakes, exhibit large and quantitatively similar increments in metabolic rate during muscular exercise and following a meal, when they are apparently inactive. The cardiovascular responses are similar during these two states, but the underlying autonomic control of the heart remains unknown. We describe both adrenergic and cholinergic tonus on the heart during rest, during enforced activity and during digestion (24-36h after ingestion of 30% of their body mass) in the snake Boa constrictor. The snakes were equipped with an arterial catheter for measurements of blood pressure and heart rate, and autonomic tonus was determined following infusion of the beta -adrenergic antagonist propranolol (3mg kg(-1)) and the muscarinic cholinoceptor antagonist atropine (3 mg kg-1).The mean heart rate of fasting animals at rest was 26.4 +/- 1.4 min(-1), and this increased to 36.1 +/- 1.4 min(-1) (means +/- S.E.M.; N=8) following double autonomic block (atropine and propranolol). The calculated cholinergic and adrenergic tones were 60.1 +/- 0.3% and 19.8 +/- 2.2%, respectively. Heart rate increased to 61.4 +/- 1.5 min(-1) during enforced activity, and this response was significantly reduced by propranolol (maximum values of 35.8 +/-1.6 min(-1)), but unaffected by atropine. The cholinergic and adrenergic tones were 2.6 +/- 2.2 and 41.3 +/- 1.9 % during activity, respectively. Double autonomic block virtually abolished tachycardia associated with enforced activity (heart rate increased significantly from 36.1 +/- 1.4 to 37.6 +/- 1.3 min(-1)), indicating that non-adrenergic, non-cholinergic effectors are not involved in regulating heart rate during activity. Blood pressure also increased during activity.Digestion was accompanied by an increase in heart rate from 25.6 +/- 1.3 to 47.7 +/- 2.2 min(-1) (N=8). In these animals, heart rate decreased to 44.2 +/- 2.7 min-1 following propranolol infusion and increased to 53.9 +/- 1.8 min-1 after infusion of atropine, resulting in small cholinergic and adrenergic tones (6.0 +/- 3.5 and 11.1 +/- 1.1 %, respectively). The heart rate of digesting snakes was 47.0 +/- 1.0 min(-1) after double autonomic blockade, which is significantly higher than the value of 36.1 1.4 min-1 in double-blocked fasting animals at rest. Therefore, it appears that some other factor exerts a positive chronotropic effect during digestion, and we propose that this factor may be a circulating regulatory peptide, possibly liberated from the gastrointestinal system in response to the presence of food.

Autonomic control of cardiorespiratory interactions in fish, amphibians and reptiles

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

The unequal influences of the left and right vagi on the control of the heart and pulmonary artery in the rattlesnake, Crotalus durissus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos agudos do tabagismo sobre a modulação autonômica: análise por meio do plot de poincaré

FUNDAMENTO: O tabagismo altera a função autonômica. OBJETIVO: Investigar os efeitos agudos do tabagismo sobre a modulação autonômica e a recuperação dos índices de variabilidade de frequência cardíaca (VFC) pós-fumo, por meio do plot de Poincaré e índices lineares. MÉTODOS: Foram avaliados 25 fumantes jovens, os quais tiveram a frequência cardíaca analisada, batimento a batimento, na posição sentada, após 8 horas de abstinência, por 30 minutos em repouso, 20 minutos durante o fumo e 30 minutos pós-fumo. Análise de variância para medidas repetidas, seguido do teste de Tukey, ou teste de Friedman seguido do teste de Dunn foram aplicados dependendo da normalidade dos dados, com p < 0,05. RESULTADOS: Durante o fumo, houve redução dos índices SD1 (23,4 ± 9,2 vs 13,8 ± 4,8), razão SD1/SD2 (0,31 ± 0,08 vs 0,2 ± 0,04), RMSSD (32,7 ± 13 vs 19,1 ± 6,8), SDNN (47,6 ± 14,8 vs 35,5 ± 8,4), HFnu (32,5 ± 11,6 vs 19 ± 8,1) e do intervalo RR (816,8 ± 89 vs 696,5 ± 76,3) em relação ao repouso, enquanto que aumentos do índice LFnu (67,5 ± 11,6 vs 81 ± 8,1) e da razão LF/HF (2,6 ± 1,7 vs 5,4 ± 3,1) foram observados. A análise visual do plot mostrou menor dispersão dos intervalos RR durante o fumo. Com exceção da razão SD1/SD2, os demais índices apresentaram recuperação dos valores, 30 minutos após o tabagismo. CONCLUSÃO: O tabagismo produziu agudamente modificações no controle autonômico, caracterizadas por ativação simpática e retirada vagal, com recuperação 30 minutos após o fumo.

Monitorização vídeo-EEG prolongada em crises não epilépticas: semiologia clínica

O objetivo deste estudo foi mostrar a contribuição da monitorização vídeo-EEG prolongada (MVEP) no diagnóstico de crises não epilépticas (CNE) e estimar sua prevalência em um centro terciário de atendimento à Epilepsia (EP). Foram observados 47 pacientes com diagnóstico de CNE com crises espontâneas ou provocadas. Foram instituídos protocolos direcionados à história clínica e à semiologia das crises. A análise estatística baseou-se no teste de Fisher e na análise de cluster. Os resultados evidenciaram prevalência de 10% de CNE. Houve predominância do sexo feminino (63,8%); em 57% dos pacientes as crises foram espontâneas. A média de idade foi 32,5 ± 11anos. O sinal semiológico mais freqüente foi o sono aparente (87,2%). em 9% dos pacientes observaram-se tanto EP como CNE. Três agrupamentos resultaram da análise de cluster: CNE hipermotora das extremidades com alteração de tônus; CNE com automatismos e CNE axial com movimentos oculares. em conclusão, o estudo da semiologia clínica das CNE durante a MVEP contribui para o diagnóstico desta entidade nosológica e para o diagnóstico diferencial com EP; o teste provocativo auxilia na obtenção das crises.

Botulismo em bovinos de corte e leite alimentados com cama de frango

Surtos de botulismo causados pelos tipos C e D da toxina botulínica são freqüentes no país, estando originalmente associados à osteofagia e à ingestão de alimentos e água contaminados. No presente trabalho são descritos os aspectos epidemiológicos, clínico-patológicos e laboratoriais de sete surtos da intoxicação em bovinos de corte e leite alimentados com cama de frango, ocorridos nos estados de São Paulo e Minas Gerais entre 1989 e 2000. Cinco surtos ocorreram em rebanhos de corte confinados ou criados extensivamente e suplementados com o subproduto, e dois em propriedades leiteiras. de um total de 1.535 animais alimentados regularmente com a cama de frango, 455 (29,64%) morreram em um período que variou de 2 a 4 semanas. A morbidade nos sete surtos estudados variou de 3,47 a 100%, da mesma forma que a mortalidade. em uma das propriedades a letalidade foi de 60,52%, e em todos os outros surtos ela foi acima de 88,43%; em três propriedades o coeficiente foi de 100%. Os sinais clínicos de paralisia progressiva, dificuldade na locomoção, decúbito e estado mental aparentemente normal, diminuição do tônus da musculatura da língua e cauda, sialorréia e dificuldade respiratória caracterizaram o quadro clínico. À necropsia de 30 animais não foi observada qualquer alteração macroscópica digna de nota. A presença de esporos de Clostridium botulinum foi detectada em amostras de cama de frango colhidas nas sete propriedades. Nas amostras de fígado, líquido ruminal e intestinal, provenientes dos 30 animais necropsiados, foi possível detectar toxinas botulínicas tipos C (5) ou D (9), ou classificada como pertencente ao complexo CD (1), em pelos menos um dos materiais provenientes de 15 animais, confirmando assim o diagnóstico clínico-patológico e epidemiológico de botulismo.

Parada cardíaca inesperada durante colecistectomia: relato de caso

JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS: A parada cardíaca per-operatória é um evento grave, e sua incidência em nosso serviço é de 31:10.000 anestesias. O objetivo deste relato é apresentar um caso de parada cardíaca durante anestesia geral em uma paciente submetida a colecistectomia. RELATO do CASO: Paciente feminina, 16 anos, 62 kg, estado físico ASA I, submetida à colecistectomia por via aberta. Midazolam (15 mg) por via oral foi a medicação pré-anestésica. Foi realizadas indução anestésica com sufentanil (50 µg), propofol (150 mg) e atracúrio (30 mg). A anestesia foi mantida com isoflurano e N2O. Após trinta minutos de cirurgia ocorreu bradicardia sinusal revertida com atropina (0,5 mg). Vinte minutos depois, ocorreu outra bradicardia com bloqueio átrio-ventricular de 3º grau evoluindo rapidamente para parada cardíaca (PCR) em assistolia, apesar da administração de atropina (1 mg). As manobras de reanimação foram iniciadas imediatamente, juntamente com a administração de adrenalina (1 mg), com retorno dos batimentos cardíacos espontâneos após aproximadamente cinco minutos da PCR. A cirurgia foi concluída e a paciente manteve-se estável hemodinami- camente. A paciente foi extubada duas horas após o término da cirurgia apresentando-se sonolenta, não contactante, com bom padrão ventilatório e hemodinâmico. Após doze horas de observação na unidade de terapia intensiva (UTI) a paciente apresentava-se agitada e desconexa. Vinte e quatro horas após a PCR a paciente recebeu alta da UTI consciente, orientada, sem queixas e sem déficit neurológico. Recebeu alta hospitalar no 4º dia do pós-operatório. CONCLUSÕES: Diversos fatores podem contribuir para a ocorrência de disritmias e parada cardíaca no per-operatório, destacando-se a estimulação vagal secundária às manobras cirúrgicas. O diagnóstico precoce e o rápido início das manobras de reanimação são de fundamental importância para a boa evolução neurológica desses pacientes

Avaliação algimétrica por estímulo nociceptivo térmico e pressórico em cães pré-tratados com levomepromazina, midazolam e quetamina associados ou não ao butorfanol ou buprenorfina

OBJETIVO: Quantificar a dor em cães sob anestesia dissociativa através de estímulo térmico e pressórico e o período hábil de dois analgésicos opióides. MÉTODOS: Empregaram-se 30 cães alocados em três grupos (n=10), onde os animais de GI receberam levomepromazina e midazolam associado na mesma seringa à quetamina. Os animais de GII receberam o mesmo tratamento de GI porém associado ao butorfanol e por fim os animais de GIII receberam o mesmo tratamento de GI associando-se a buprenorfina. Procedeu se a avaliação paramétrica rotineira, empregando-se, entretanto, a termoalgimetria mensurada em °C em média de 52°C e a pressoalgimetria em kg. RESULTADOS: Na termoalgimetria houve diferença significativa em GI nos momentos M0 e M1,e em M4 e M5. em GII houve diferença em M0, M1, M5 e M6. em GIII houve diferença entre momentos M0 e M1. Na pressoalgimetria houveram diferenças em GI em diferentes momentos: M0, M2 e M3. em GII observaram-se diferenças em todos os momentos. em GIII observaram-se diferenças em M0 e M9. Ocorreram diferenças entre os grupos, sendo o M2 de GII menor que GI e GIII. Já em M4 e M5 de GIII demonstrou-se maior que GI e GII. E na avaliação dos períodos observou-se um período de latência significativamente maior em GI, porém com período hábil e de recuperação menor em relação à GII e GIII. Já a recuperação do tônus postural foi maior em GIII seguido de GII e finalmente de GI. CONCLUSÃO: O método empregado para mensuração do estímulo álgico foi eficiente, observando-se um período hábil analgésico de 3 horas para o butorfanol e de 6 horas para a buprenorfina.

Sedation and need-free salt intake in rats treated with clonidine

The effect of intraperitoneal injection of clonidine (9-72 mu g/kg) on need-free 1.5% NaCl intake and on performance (defined as percent of a complete trial) in the rotarod test, was studied in normovolemic adult male rats. Clonidine (18 and 36 mu g/kg) inhibited the 1.5% NaCl intake in a 2-h test at doses that did not alter the performance in the rotarod test. The dose of 36 mu g/kg did not inhibit 10% sucrose intake. Only the highest dose (72 mu g/kg) of clonidine inhibited the 1.5% NaCl intake and the performance in the rotarod test, and produced signs of sedation. Sedation was determined either by change in posture (immobility or lack of postural tonus) of the animals during the ingestive test or by their performance in the rotarod test. The results suggest that sedation is not a determinant effect on the inhibition of 1.5% NaCl intake induced by clonidine. (C) 1999 Elsevier B.V.

Pulmonary neutrophil recruitment and bronchial reactivity in formaldehyde-exposed rats are modulated by mast cells and differentially by neuropeptides and nitric oxide

We have used a pharmacological approach to study the mechanisms underlying the rat lung injury and the airway reactivity changes induced by inhalation of formaldehyde (FA) (1% formalin solution, 90 min once a day, 4 days). The reactivity of isolated tracheae and intrapulmonary bronchi were assessed in dose-response curves to methacholine (MCh). Local and systemic inflammatory phenomena were evaluated in terms of leukocyte countings in bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, blood, bone marrow lavage and spleen. Whereas the tracheal reactivity to MCh did not change, a significant bronchial hyporesponsiveness (BHR) was found after FA inhalation as compared with naive rats. Also, FA exposure significantly increased the total cell numbers in BAL, in peripheral blood and in the spleen, but did not modify the counts in bone marrow. Capsaicin hindered the increase of leukocyte number recovered in BAL fluid after FA exposure. Both compound 48/80 and indomethacin were able to prevent the lung neutrophil influx after FA, but indomethacin had no effect on that of mononuclear cells. Following FA inhalation, the treatment with sodium cromoglycate (SCG), but not with the nitric oxide (NO) synthase inhibitor L-NAME, significantly reduced the total cell number in BAL. Compound 48/80, L-NAME and SCG significantly prevented BHR to MCh after FA inhalation, whereas capsaicin was inactive in this regard. on the other hand, indomethacin exacerbated BHR. These data suggest that after FA inhalation, the resulting lung leukocyte influx and BHR may involve nitric oxide, airway sensory fibers and mast cell-derived mediators. The effect of NO seemed to be largely restricted to the bronchial tonus, whereas neuropeptides appeared to be linked to the inflammatory response, therefore indicating that the mechanisms responsible for the changes of airway responsiveness caused by FA may be separate from those underlying its inflammatory lung effects. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

The neuranatomical basis of central control of cardiorespiratory interactions in vertebrates

It seems that a dual location for vagal preganglionic neurones (VPNs) has important functional correlates in all vertebrates. This may be particularly the case with the central control exerted over the heart by cardiac VPNs (CVPNs). About 30 % of VPNs but up to 70 % of CVPNs are in the nucleus ambiguus (NA) of mammals. There is a similar proportional representation of VPNs between the major vagal nuclei in amphibians and turtles but in fish and crocodilians; the proportion of VPNs in the NA is closer to 10% and in some lizards and birds it is about 5%. However, the CVPNs are distributed unequally between these nuclei so that 45 % of the CVPNs are located in the NA of the dogfish, and about 30% in the NA of Xenopus and the duck. This topographical separation of CVPNs seems to be of importance in the central control of the heart. Cells in one location may show respiration-related activity (e.g those in the dorsal vagal nucleus (DVN) of dogfish and in the NA of mammals) while cells in the other locations do not. Their different activities and separate functions will be determined by their different afferent inputs from the periphery or from elsewhere in the CNS, which in turn will relate to their central topography. Thus, CVPNs in the NA of mammals receive inhibitory inputs from neighbouring inspiratory neurones, causing respiratory sinus arrythmia (RSA), and the CVPNs in the DVN of the dogfish may generate cardiorespiratory synchrony (CRS).

Aging reduces complexity of heart rate variability assessed by conditional entropy and symbolic analysis

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

Central control of cardiorespiratory interactions in fish

Fish control the relative flow rates of water and blood over the gills in order to optimise respiratory gas exchange. As both flows are markedly pulsatile, close beat-to-beat relationships can be predicted. Cardiorespiratory interactions in fish are controlled primarily by activity in the parasympathetic nervous system that has its origin in cardiac vagal. preganglionic neurons. Recordings of efferent activity in the cardiac vagus include units firing in respiration-related bursts. Bursts of electrical stimuli delivered peripherally to the cardiac vagus or centrally to respiratory branches of cranial, nerves can recruit the heart over a range of frequencies. So, phasic, efferent activity in cardiac vagi, that in the intact fish are respiration-related, can cause heart rate to be modulated by the respiratory rhythm. In elasmobranch fishes this phasic activity seems to arise primarily from central feed-forward interactions with respiratory motor neurones that have overlapping distributions with cardiac neurons in the brainstem. In teleost fish, they arise from increased levels of efferent vagal activity arising from reflex stimulation of chemoreceptors and mechanoreceptors in the orobranchial, cavity. However, these differences are largely a matter of emphasis as both groups show elements of feed-forward and feed-back control of cardiorespiratory interactions. (C) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Mecanismos de ação e controle da digestão de proteínas e peptídios em humanos

This review aims to report the major control mechanisms of protein and peptides digestion of special interest in human patients. Regarding protein assimilation its digestive process begins at the stomach with some not so indispensable actions comparatively to those of duodenal/jejunal lumen. However even the intestine processes are partially under gastric secretion control. Proteolytic enzyme activities are related to protein structure and amino acid constituents, tertiary and quartenary structures need HCl - denaturation prior to enzymatic hydrolysis. Thereafter the exopeptidases are guided by either NH 2 (aminopeptidases) or COOH (carboxypeptidases) terminals of the molecule while endopeptidases are oriented by the specific amino acids constituents of the peptide. Both dietary and luminal secreted proteins and polypeptides undergo to either limited or complete proteolysis resulting basic or neutral free-amino acids (40%) or dioctapeptides. The brush border peptidases continue to degrade oligopeptide to di-tripeptides and neutral free-amino acids. Some peptides are uptaked by the enterocytes whose cytosolic peptidases complete the hydrolysis. Hence the digestive products flowing in the portal vein are mainly free-amino acids from either luminal or cytosolic hydrolysis and some di-tripeptides intactly absorbed. Both mechanical and chemical processes of digestion are under neural (vagal), neuroendocrinal(acetilcholine),endocrinal(gastrin, secretin and cholecystokinin) or paracrinal (histamine) controls. The gastric phase (hydrochloric acid and pepsinogen secretions) is activated by gastrin, histamine and acetilcholine which respond to both dietary-amino acids (tryptophan and phenylalanine) and mechanic distention of stomach. The pancreatic secretion is stimulated by either cephalic or gastric phases and has influence on the intestinal phase of digestion. The intestinal types of cells S and I release secretin and cholecystokinin respectively in response of acid quimo (cells S) or amino acids and peptides (cells I) in the lumen. Secretin stimulates the releasing of water, bicarbonate and enteropeptidases whereas cholecystokinin acts on pancreatic enzymes.