Anestésicos locais: interação com membranas biológicas e com o canal de sódio voltagem-dependente

Many theories about the mechanism of action of local anesthetics (LA) are described in the literature. Two types of theories can be distinguished: those that focus on the direct effects of LA on their target protein in the axon membranes, i.e. the voltage-gated sodium channel and the ones that take into account the interaction of anesthetic molecules with the lipid membrane phase for the reversible nerve blockage. Since there is a direct correlation between LA hydrophobicity and potency, it is crucial to take this physico-chemical property into account to understand the mechanism of action of LA, be it on the sodium channel protein, lipid(s), or on the whole membrane phase.

Indicadores de cálcio e de voltagem codificados geneticamente na detecção de potenciais de ação e inputs sinápticos em cultura de neurônios hipocampais

Recently, genetically encoded optical indicators have emerged as noninvasive tools of high spatial and temporal resolution utilized to monitor the activity of individual neurons and specific neuronal populations. The increasing number of new optogenetic indicators, together with the absence of comparisons under identical conditions, has generated difficulty in choosing the most appropriate protein, depending on the experimental design. Therefore, the purpose of our study was to compare three recently developed reporter proteins: the calcium indicators GCaMP3 and R-GECO1, and the voltage indicator VSFP butterfly1.2. These probes were expressed in hippocampal neurons in culture, which were subjected to patchclamp recordings and optical imaging. The three groups (each one expressing a protein) exhibited similar values of membrane potential (in mV, GCaMP3: -56 ±8.0, R-GECO1: -57 ±2.5; VSFP: -60 ±3.9, p = 0.86); however, the group of neurons expressing VSFP showed a lower average of input resistance than the other groups (in Mohms, GCaMP3: 161 ±18.3; GECO1-R: 128 ±15.3; VSFP: 94 ±14.0, p = 0.02). Each neuron was submitted to current injections at different frequencies (10 Hz, 5 Hz, 3 Hz, 1.5 Hz, and 0.7 Hz) and their fluorescence responses were recorded in time. In our study, only 26.7% (4/15) of the neurons expressing VSFP showed detectable fluorescence signal in response to action potentials (APs). The average signal-to-noise ratio (SNR) obtained in response to five spikes (at 10 Hz) was small (1.3 ± 0.21), however the rapid kinetics of the VSFP allowed discrimination of APs as individual peaks, with detection of 53% of the evoked APs. Frequencies below 5 Hz and subthreshold signals were undetectable due to high noise. On the other hand, calcium indicators showed the greatest change in fluorescence following the same protocol (five APs at 10 Hz). Among the GCaMP3 expressing neurons, 80% (8/10) exhibited signal, with an average SNR value of 21 ±6.69 (soma), while for the R-GECO1 neurons, 50% (2/4) of the neurons had signal, with a mean SNR value of 52 ±19.7 (soma). For protocols at 10 Hz, 54% of the evoked APs were detected with GCaMP3 and 85% with R-GECO1. APs were detectable in all the analyzed frequencies and fluorescence signals were detected from subthreshold depolarizations as well. Because GCaMP3 is the most likely to yield fluorescence signal and with high SNR, some experiments were performed only with this probe. We demonstrate that GCaMP3 is effective in detecting synaptic inputs (involving Ca2+ influx), with high spatial and temporal resolution. Differences were also observed between the SNR values resulting from evoked APs, compared to spontaneous APs. In recordings of groups of cells, GCaMP3 showed clear discrimination between activated and silent cells, and reveals itself as a potential tool in studies of neuronal synchronization. Thus, our results indicate that the presently available calcium indicators allow detailed studies on neuronal communication, ranging from individual dendritic spines to the investigation of events of synchrony in neuronal networks genetically defined. In contrast, studies employing VSFPs represent a promising technology for monitoring neural activity and, although still to be improved, they may become more appropriate than calcium indicators, since neurons work on a time scale faster than events of calcium may foresee

Anestésicos locais: interação com membranas biológicas e com o canal de sódio voltagem-dependente

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

Uso da corrente catódica de alta voltagem sobre a dor em compressão nervosa experimental

OBJETIVO: Avaliar o efeito da corrente catódica de alta voltagem sobre a dor em um modelo experimental de ciatalgia. MÉTODOS: Foram utilizados 16 ratos Wistar, machos, submetidos a um modelo de ciatalgia experimental no membro pélvico direito. Os sujeitos foram divididos em grupo simulacro (GS) e grupo tratado com corrente catódica (GP-) por 20 min diários durante 10 dias. O modelo de compressão foi realizado com amarria por fio catgut 4.0 cromado, em quatro pontos ao longo do nervo isquiático. A avaliação da nocicepção foi realizada, de forma funcional, com o tempo de elevação da pata (TEP), e à pressão, pelo limiar de retirada, via analgesímetro eletrônico. Os dados foram coletados antes do modelo de ciatalgia (AV1), três dias depois da compressão (antes, AV2, e após o tratamento, AV3), após o quinto dia de tratamento (AV4) e em seguida ao décimo dia de tratamento (AV5). RESULTADOS: Pela avaliação funcional, em ambos os grupos houve aumento da nocicepção, sem redução da mesma em qualquer momento da avaliação. À pressão, no entanto, o GS mostrou redução do limiar de retirada em todos os momentos, enquanto o GP- apresentou redução do limiar apenas inicialmente - em AV5 o limiar foi restaurado. CONCLUSÃO: Não houve alteração na nocicepção pela avaliação funcional; porém, à pressão, o tratamento com corrente catódica mostrou efeito com a somatória de terapias.

Estimulação elétrica de alta voltagem em nervo ciático de ratos: estudo pelo IFC

OBJETIVO: Analisar a eficiência do tratamento com a estimulação elétrica de alta voltagem (EEAV) em três diferentes locais, aplicada precocemente na regeneração do nervo ciático submetido à lesão por esmagamento, e avaliada através do índice funcional do ciático (IFC), em ratos. MÉTODO: Após o esmagamento, 57 ratos foram submetidos à EEAV catódica nos parâmetros: frequência de 50Hz, 100V de tensão, 20 minutos diários, 5 dias por semana. Os ratos foram divididos aleatoriamente em: grupo controle; grupo gânglio; grupo gânglio + músculo; grupo músculo e; grupo simulado. O IFC foi avaliado semanalmente durante sete semanas, partindo do pré-operatório até a 6ª semana pós-operatória. RESULTADOS: Em comparação ao grupo controle, os resultados mostraram desempenho significativamente superior do grupo gânglio nas três primeiras semanas, e do grupo gânglio + músculo na 3ª semana, enquanto o grupo músculo teve desempenho significativamente negativo na 4ª e 6ª semanas. CONCLUSÃO: a EEAV aplicada precocemente, foi positiva no tratamento da região da medula e gânglio da raiz nervosa do ciático com o eletrodo dispersivo na região lombar contralateral ou no músculo gastrocnêmio. Porém, proporcionou efeitos negativos no tratamento com eletrodo ativo no músculo gastrocnêmio e dispersivo na coxa contralateral. Nível de evidência II, Estudo prospectivo comparativo.

Modulação da diferenciação neural de células troco embrionárias por transientes de cálcio intracelulares: papéis dos receptores purinérgicos e de canais de cálcio voltagem-dependentes

Receptores purinérgicos e canais de cálcio voltagem-dependentes estão envolvidos em diversos processos biológicos como na gastrulação, durante o desenvolvimento embrionário, e na diferenciação neural. Quando ativados, canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores purinérgicos do tipo P2, ativados por nucleotídeos, desencadeiam transientes de cálcio intracelulares controlando diversos processos biológicos. Neste trabalho, nós estudamos a participação de canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores do tipo P2 na geração de transientes de cálcio espontâneos e sua regulação na expressão de fatores de transcrição relacionados com a neurogênese utilizando como modelo células tronco (CTE) induzidas à diferenciação em células tronco neurais (NSC) com ácido retinóico. Descrevemos que CTE indiferenciadas podem ter a proliferação acelerada pela ativação de receptores P2X7, enquanto que a expressão e a atividade desse receptor precisam ser inibidas para o progresso da diferenciação em neuroblasto. Além disso, ao longo da diferenciação neural, por análise em tempo real dos níveis de cálcio intracelular livre identificamos 3 padrões de oscilações espontâneas de cálcio (onda, pico e unique), e mostramos que ondas e picos tiveram a frequência e amplitude aumentadas conforme o andamento da diferenciação. Células tratadas com o inibidor do receptor de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3R), Xestospongin C, apresentaram picos mas não ondas, indicando que ondas dependem exclusivamente de cálcio oriundo do retículo endoplasmático pela ativação de IP3R. NSC de telencéfalo de embrião de camundongos transgênicos ou pré-diferenciadas de CTE tratadas com Bz-ATP, o agonista do receptor P2X7, e com 2SUTP, agonista de P2Y2 e P2Y4, aumentaram a frequência e a amplitude das oscilações espontâneas de cálcio do tipo pico. Dados, obtidos por microscopia de luminescência, da expressão em tempo real de gene repórter luciferase fusionado à Mash1 e Ngn2 revelou que a ativação dos receptores P2Y2/P2Y4 aumentou a expressão estável de Mash1 enquanto que ativação do receptor P2X7 levou ao aumento de Ngn2. Além disso, células na presença do quelante de cálcio extracelular (EGTA) ou do depletor dos estoques intracelulares de cálcio do retículo endoplasmático (thapsigargin) apresentaram redução na expressão de Mash1 e Ngn2, indicando que ambos são regulados pela sinalização de cálcio. A investigação dos canais de cálcio voltagem-dependentes demonstrou que o influxo de cálcio gerado por despolarização da membrana de NSC diferenciadas de CTE é decorrente da ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L. Além disso, esse influxo pode controlar o destino celular por estabilizar expressão de Mash1 e induzir a diferenciação neuronal por fosforilação e translocação do fator de transcrição CREB. Esses dados sugerem que os receptores P2X7, P2Y2, P2Y4 e canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L podem modular as oscilações espontâneas de cálcio durante a diferenciação neural e consequentemente alteram o padrão de expressão de Mash1 e Ngn2 favorecendo a decisão do destino celular neuronal.

Development and validation of a simple and rapid capillary zone electrophoresis method for determination of nnrti nevirapine in pharmaceutical formulations

A simple and fast capillary zone electrophoresis (CZE) method has been developed and validated for quantification of a non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor (NNRTI) nevirapine, in pharmaceuticals. The analysis was optimized using 10 mmol L-1 sodium phosphate buffer pH 2.5, +25 kV applied voltage, hydrodynamic injection 0.5 psi for 5 s and direct UV detection at 200 µm. Diazepam (50.0 µg mL-1) was used as internal standard. Under these conditions, nevirapine was analyzed in approximately less than 2.5 min. The analytical curve presented a coefficient of correlation of 0.9994. Limits of detection and quantification were 1.4 µg mL-1 and 4.3 µg mL-1, respectively. Intra- and inter-day precision expressed as relative standard deviations were 1.4% and 1.3%, respectively and the mean recovery was 100.81%. The active pharmaceutical ingredient was subjected to hydrolysis (acid, basic and neutral) and oxidative stress conditions. No interference of degradation products and tablet excipients were observed. This method showed to be rapid, simple, precise, accurate and economical for determination of nevirapine in pharmaceuticals and it is suitable for routine quality control analysis since CE offers benefits in terms of quicker method development and significantly reduced operating costs.

Queimaduras Eléctricas na Criança: Casuística de 3 Anos

A gravidade das queimaduras eléctricas resulta de factores diversos como são: a voltagem, o tempo de contacto, o arco eléctrico, a resistência dos tecidos, etc. Na Unidade de Queimados do Hospital dc Dona Estefânia foram internados de Janeiro de 1992 a Janeiro de 1995, um total de 454 doentes, sendo 24 por choque eléctrico; três sofreram queimadumas da boca, 15 de uma ou ambas as mãos e seis queimaduras múltiplas. Em 19 doentes as areas foram < 1%. Descrevem-se cinco casos considerados graves, ocorridos em crianças do sexo masculino, de idades compreendidas entre os nove e os 13 anos, fora de casa, com voltagens diferentes, em actividades consideradas como lúdicas ou de experiência: dois no telhado de habitação, dois num ramal ferroviário e um num cabo eléctrico de zona portuária. Nestes, as áreas queimadas oscilam entre os 4% e os 70%, sendo todas de 2° e 3° graus; 0 tempo de internamento variou de 36 a 116 dias. Além do tratamento cirúrgico e de reabilitação precoces e coordenados, segundo as necessidades, citam-se as sequelas cutâneas (cicatrizes deformantes, bridas), neurológicas e psicológicas, com realce para um doente que sofreu amputação media da perna esquerda e dos 4° e 5° raios do pé direito. Conclui- se com a importância da acção educativa na prevenção destes acidentes, assim como legislação adequada. Destaca-se a necessidade de uma equipa multidisciplinar e centro especializado para o tratamento destes doentes.

Doença de Chagas: correlação sorológica e eletrocardiográfica em grupo de indivíduos idosos[ign]

Os autores apresentam estudo sorológico e eletrocardiográfico em 100 indivíduos idosos residentes desde a infância, 95 por cento, ou desde a juventude, 5 por cento, em região endêmica para Doença de Chagas, situados entre a sexta e a décima décadas, pertencendo a maioria, 60 por cento, às sétima e oitava décadas de vida. A reação de Fixação de Complemento segundo a técnica de FULTON e ALMEIDA foi positiva em 31 por cento da amostra. A análise geral dos eletrocardiogramas mostrou alterações em 77 por cento dos casos assim distribuídos: alterações de formação do estímulo em 27 por cento; alterações da condução em 27 por cento; alterações primárias da repolarização ventricular em 36 por cento; alterações sugestivas de fibrose ou necrose em 15 por cento; sobrecarga de cavidades em 31 por cento; baixa voltagem do QRS em 6 por cento e outras alterações em 15 por cento. Comparativamente nos grupos com RFC positiva e negativa foi constatada uma nítida prevalência da alteração da condução do estímulo no primeiro grupo (48,6 por cento e 17,4 por cento, respectivmente). Não houve diferença nítida na incidência dos demais tipos de alterações nos dois grupos. O BCRD, principalmente com SAQRS desviado para a esquerda, foi a alteração da condução do estimulo mais freqüente no grupo com RFC positiva seguido pelo BAV de primeiro grau. A análise dos resultados obtidos é muito sugestiva da presença de cardiopatia chagásica crônica neste grupo etário, fato que ilustraria o caráter de benignidade com que pode evoluir a cardiopatia em pauta. Por outro lado, a prevalência do BCRD sôbre outras alterações também comuns na cardiopatia chagásica crônica como extrassístoles ventricular, bloqueio aurículo ventriculares do segundo e terceiro graus, ilustra o caráter de benignidade desta alteração quando ocorre isoladamente.

Fase aguda da doença de Chagas na Amazônia brasileira: estudo de 233 casos do Pará, Amapá e Maranhão observados entre 1988 e 2005

Foram estudados 233 casos de fase aguda da doença de Chagas, oriundos do Pará, Amapá e Maranhão, observados no período de 1988 a 2005, cento e sessenta deles retrospectivamente de 1988 a 2002 e setenta e três prospectivamente de 2003 a 2005. Entre os casos estudados 78,5% (183/233) faziam parte de surtos provavelmente por transmissão oral, acometendo em média 4 pessoas e 21,5% (50/233) eram casos isolados. Foram considerados casos agudos aqueles que apresentaram exames parasitológicos diretos (a fresco, gota espessa ou Quantitative Buffy Coat - QBC) e/ou IgM anti-Trypanosoma cruzi positivos. Foram feitos ainda xenodiagnósticos em 224 pacientes e hemoculturas em 213. Todos foram avaliados clinica e epidemiologicamente. As manifestações clínicas mais freqüentes foram febre (100%), cefaléia (92,3%), mialgia (84,1%), palidez (67%), dispnéia (58,4%), edema de membros inferiores (57,9%), edema de face (57,5%) dor abdominal (44,2%), miocardite (39,9%) e exantema (27%). O eletrocardiograma mostrou alterações de repolarização ventricular em 38,5% dos casos, baixa voltagem de QRS em 15,4% e desvio de SAQRS em 11,5%, extra-sístoles ventriculares em 5,8%, bradicardia em 5,8% e taquicardia em 5,8%, bloqueio de ramo direito em 4,8% e fibrilação atrial em 4,8%. A alteração mais freqüente vista no ecocardiograma foi o derrame pericárdico em 46,2% dos casos. Treze (5,6%) pacientes evoluíram para o óbito, 10 (76,9%) dos quais por comprometimento cardiovascular, dois por complicações de origem digestiva e um de causa mal definida.

The role of Pep4p, the vacuolar yeast protease ortholog of human cathepsin D, in mitochondria-dependent apoptosis

Doctoral Thesis (PhD Programm on Molecular and Environmental Biology)

Optimization of magnetoelectric composites based on electroactive polymers for energy harvesting and sensor application

Tese de Doutoramento em Engenharia de Materiais.

O eletrocardiograma de alta resolução da ativação atrial em pacientes com ou sem fibrilação atrial paroxística

OBJETIVO: Analisar os parâmetros do eletrocardiograma de alta resolução da onda P no domínio do tempo (ECGAR-P) e compará-los com: a duração da onda P no eletrocardiograma clássico (P no ECG), o diâmetro atrial esquerdo (AE) e a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FE) obtidos no ecocardiograma, para avaliar pacientes com fibrilação atrial paroxística (FAP). MÉTODOS: Foram estudados 181 pacientes: 117 com FAP comprovada e 64 sem FAP. Os parâmetros do ECGAR-P foram: a duração da onda P filtrada (DPF), as voltagens da raiz quadrada média dos últimos 40, 30 e 20 ms da onda P filtrada (RMS 40, RMS 30 e RMS 20), a voltagem da raiz quadrada média dos potenciais da onda P filtrada (RMS P), a integral dos potenciais da onda P filtrada (Integral P) e a duração dos potenciais tardios da onda P filtrada abaixo de 3 µV (PT<3). RESULTADOS: Os parâmetros que apresentaram diferenças estatisticamente significantes entre os grupos foram: DPF, RMS 40, 30 e 20, PT<3, P no ECG e AE. Os cálculos pela curva ROC mostraram, para cada parâmetro, o melhor valor de corte e os estimadores de desempenho: sensibilidade, especificidade, área sob a curva e p-value (p) ou nível descritivo. CONCLUSÃO: O ECGAR-P no domínio do tempo mostrou-se melhor que o eletrocardiograma clássico e o ecocardiograma para identificar pacientes com fibrilação atrial paroxística.

Características clínicas, eletrocardiográficas e ecocardiográficas na amiloidose cardíaca significativa detectada apenas à necrópsia: comparação com casos diagnosticados em vida

FUNDAMENTO: Ainda hoje os casos de amiloidose cardíaca, em sua maioria, não são diagnosticados. OBJETIVO: Revelar fatores relacionados à dificuldade no diagnóstico de amiloidose. MÉTODOS: Comparação entre os dados clínicos, eletrocardiográficos e ecocardiográficos de 17 pacientes nos quais a amiloidose foi detectada apenas à necrópsia (grupo I) e os de outros 9, nos quais a doença foi percebida em vida (grupo II). As variáveis quantitativas foram avaliadas pelo teste t e as qualitativas, pelo teste exato de Fisher, com nível de significância de p < 0,05. RESULTADOS: Houve diferenças quanto a idade (grupo I: 75,29 + 11,61 anos; grupo II: 58,67 + 11,07 anos), associação com outra doença cardíaca (grupo I: 52,94%; grupo II: 0%), baixa voltagem à eletrocardiografia (grupo I: 17,65%; grupo II: 66,67%) e disfunção diastólica à ecocardiografia (grupo I: 7,69%; grupo II: 62,50%). Algum grau de espessamento da parede ventricular esquerda ("hipertrofia") foi encontrado em 75% dos casos de diagnóstico post-mortem e em 100% dos casos in vivo, porém a espessura da parede foi menor no grupo I (parede livre: 1,20 + 0,28 cm no grupo I vs. 1,53 + 0,18 cm no grupo II). Disfunção sistólica estava presente em 57,89% dos casos, sem diferença significativa entre os grupos. CONCLUSÃO: A amiloidose é diagnosticada quando os padrões clínico, eletrocardiográfico e ecocardiográfico são "típicos", mas na maioria dos casos o quadro não é assim, especialmente em idosos, em decorrência de associação com outras doenças, de falta de disfunção diastólica à ecocardiografia e de hipertrofia de grau leve.