Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/37279
Type: Tese
Title: Estudo da modulação da via PI3Kγ/AKT/NOS/NO/GCs/GMPc e canais para potássio sobre a dor neuropática em ratos submetidos a constrição do nervo ciático
Other Titles: Study of the modulation of the PI3Kγ/AKT/NOS/NO/GCs/cGMP pathway and potassium channels on neuropathic pain in rats submitted to sciatic nerve constriction
Authors: Daniel Portela Dias Machado
First Advisor: Thiago Roberto Lima Romero
First Referee: André Klein
Second Referee: Fernanda Regina de Castro Almeida
Third Referee: Giovane Galdino de Souza
metadata.dc.contributor.referee4: Célia Maria de Oliveira
Abstract: A dor neuropática é induzida por uma lesão no sistema nervoso somatossensorial que inicialmente desencadeia um processo inflamatório e causa alterações de plasticidade neuronal defeituosa, que mantém a dor de forma crônica e intensa. Associadas a processos inflamatórios e as respostas de plasticidade maladaptativas, ocorrem também modificações nos sistemas endógenos de controle da dor. Muitos sistemas analgésicos têm como um de seus mecanismos de ação a ativação de receptores acoplados a proteína Gi, que sinaliza via PI3Kγ/Akt/NOS/NO/GCs/GMPc. Esta transdução de sinal promove a abertura dos canais para potássio e o efluxo deste íon induzindo hiperpolarização neuronal, impedindo a condução de impulsos nervosos. Desta forma, o presente trabalho avaliou a participação da via PI3Kγ/Akt/NOS/NO/GCs/GMPc e dos canais para potássio na modulação endógena da dor neuropática. Para tal foram utilizados ratos Wistar, pesando 180 g para cirurgia de constrição do nervo ciático. Tais animais foram tratados com injeção pela via intraplantar de AS605240 (90 µg/pata), inibidor da enzima PI3Kγ; ODQ (100 µg/pata), inibidor da enzima guanilato ciclase solúvel e os bloqueadores de canais para potássio; dequalínio (50 µg/pata) que bloqueia os sensíveis ao cálcio de baixa condutância; Paxilina (50 µg/pata) que bloqueia os sensíveis ao cálcio de alta condutância; tetraetilamônio (30 µg/pata) que bloqueia os voltagem dependentes e glibenclamida (80 µg/pata) que bloqueia os canais sensíveis ao ATP. Após aplicação dos tratamentos, eles foram submetidos ao teste algesimétrico de compressão da pata. Também foram quantificados pela técnica de western blot as enzimas Akt e oxido nítrico sintase induzível além dos canais para potássio sensíveis ao ATP no mesencéfalo e na pata de animais neuropáticos e saudáveis. Por fim, foi quantificado de forma indireta os níveis de oxido nítrico em pata e mesencéfalo de animais neuropáticos e NAIVE através da Reação de Griess. Para todos os nossos resultados, consideramos significativos os valores que apresentavam P < 0,05. Inicialmente verificamos que a dor neuropática induz uma hipoalgesia muito intensa que decai gradativamente chegando ao limiar basal por volta do 5° dia, sendo observado a hiperalgesia a partir do 6º dia pós constrição. O limiar nociceptivo continua diminuindo gradativamente até por volta do 10° dia, mantendo-se constante, indicando que a dor neuropática está consolidada. Assim inibimos alguns componentes da via PI3Kγ/Akt/NOS/NO/GCs/GMPc, e os canais para potássio nos dias 6 e 12 pós constrição para avaliar indução e a dor neuropática já consolidada respectivamente. Com a inibição dos componentes da via estudada verificamos que PI3Kɣ participa de processos analgésicos tanto na indução quanto na neuropatia consolidada, já nNOS participa de processos analgésicos na indução e de hiperalgésicos na neuropatia enquanto iNOS e a guanilato ciclase solúvel tem papel analgésico durante todos os momentos. Com o bloqueio dos canais, observamos que os canais para potássio dependentes de voltagem não participam em momento algum da neuropatia. Os canais dependentes de cálcio de baixa condutância participam da analgesia, mas somente na fase de indução enquanto os de alta condutância participam dos eventos hiperalgésicos na neuropatia consolidada. Já os canais para potássio sensíveis ao ATP participam em todas as fases de processos analgésicos. A quantificação de Akt revela níveis elevados no momento da indução tanto na pata quanto no mesencéfalo, mas os níveis não se mantem na neuropatia consolidada. O mesmo ocorre com iNOS na pata, mas no mesencéfalo os níveis dessa proteína já estão baixos no 6º dia após a constrição do nervo ciático. Já a quantificação dos canais para potássio sensíveis ao ATP mostrou na pata um aumento destes canais nos animais neuropáticos em relação aos animais saudáveis no primeiro dia e já no 6° os níveis voltaram aos valores de animais não neuropáticos. Enquanto isso, no mesencéfalo houve um aumento gradual e no 12° dia atingiu os níveis mais altos em relação aos dias avaliados neste estudo. Ao dosarmos o NO através da dosagem de nitrito, observamos que, na pata e no mesencéfalo, a concentração aumenta durante a indução, mas retorna aos níveis basais durante a neuropatia consolidada. Sendo assim, podemos concluir que há um papel dual da via PI3Kγ/Akt/NOS/NO/GCs/GMPc em que em alguns momentos componentes dessa via podem atuar em processos analgésicos e em outros momentos em processos hiperalgésicos. E finalmente, observamos também que os canais para potássio sensíveis ao ATP participam da modulação da dor neuropática de forma analgésica e a sustentação dos altos níveis desse canal no sistema nervoso central pode indicar uma possibilidade de tratamento de forma direta, sem passar pelas dualidades das vias estudadas. APOIO FINANCEIRO: CAPES, CNPq, FAPEMIG. Protocolo do CEUA: 173/2014.
Abstract: Neuropathic pain is induced by an injury to the somatosensory nervous system closely related to changes in defective neuronal plasticity, which keeps the pain chronic and intense. Associated with maladaptive plasticity responses, changes also occur in endogenous pain control systems. Many analgesic systems have as one of their mechanisms of action the activation of receptors coupled to Gi protein, which signals via PI3Kγ / Akt / NOS / NO / GCs / cGMP. This signal transduction promotes the opening of the channels for potassium and the efflux of this ion, inducing neuronal hyperpolarization, preventing the conduction of nerve impulses. Thus, the present work evaluated the participation of the PI3Kγ / Akt / NOS / NO / GCs / GMPc pathway and of the potassium channels in the endogenous modulation of neuropathic pain. For this, Wistar rats, weighing 180 g, were used for sciatic nerve constriction surgery. These animals were treated with intraplantar injection of AS605240 (90 μg / paw), PI3Kγ enzyme inhibitor, ODQ (100 μg / paw), soluble guanylate cyclase enzyme inhibitor and channel blockers for potassium, dequalinium (50 μg / paw) which blocks sensitive to low conductance calcium, Paxilin (50 μg / paw) which blocks sensitive to high conductance calcium, tetraethylammonium (30 μg / paw) which blocks voltage dependent and glibenclamide (80 μg / paw) that blocks ATP-sensitive channels. After the treatments were applied, they were submitted to an algesimetric paw compression test. Akt, inducible nitric oxide synthase and ATP-sensitive potassium channels in the midbrain and in the paws of healthy and neuropathic animals were also quantified by the western blot technique. Finally, the levels of nitric oxide in the paw and midbrain of neuropathic and healthy animals were indirectly quantified through the Griess Reaction. Initially, we found that neuropathic pain induces a very intense hypoalgesia that gradually declines reaching the baseline threshold around the 5th day, with hyperalgesia being observed from the 6th day after constriction. The nociceptive threshold continues to gradually decrease until around the 10th day, remaining constant, indicating that neuropathic pain is consolidated. Thus, we inhibit some components of the PI3Kγ / Akt / NOS / NO / GCs / cGMP pathway and potassium channels on days 6 and 12 post-constriction to assess induction and already consolidated neuropathic pain, respectively. With the inhibition of the components of the studied pathway, we verified that PI3Kɣ participates in analgesic processes both in induction and in consolidated neuropathy, nNOS already participates in analgesic processes in induction and of hyperalgesics in neuropathy while iNOS and soluble guanylate cyclase always play an analgesic role. With the blocking of the channels, we observed that the voltage-gated potassium channels do not participate in neuropathy at any time. Low- conductance calcium-dependent channels participate in analgesia, but only in the induction phase, while high-conductance channels participate in hyperalgesic events in consolidated neuropathy. The ATP-sensitive potassium channels, on the other hand, participate in all phases of analgesic processes. Akt quantification reveals a high concentration at the time of induction both in the paw and in the midbrain, but the levels are not maintained in consolidated neuropathy. The same occurs with iNOS in the paw, but in the midbrain the concentrations are already low on the 6th day after the sciatic nerve constriction. The quantification of potassium channels sensitive to ATP showed an increase in these paws in neuropathic animals compared to healthy animals on the first day and on the 6th, the levels returned to the values of non-neuropathic animals. Meanwhile, in the midbrain there was a gradual increase and on the 12th day it reached the highest levels in relation to the days evaluated in this study. When dosing NO through the measurement of nitrite, we observed that, in the paw and in the midbrain, the concentration increases during induction, but returns to non-neuropathic levels during consolidated neuropathy. Therefore, we can conclude that there is a dual role for the IP3Kγ / Akt / NOS / NO / GCs / GMPc pathway, in which at some moments components of this pathway can act in analgesic processes and at other times in hyperalgesic processes. And finally, we also observed that the ATP-sensitive potassium channels participate in the modulation of neuropathic pain in an analgesic way and the support of the high levels of this channel in the central nervous system may indicate a possibility of direct treatment, without going through the dualities of the studied pathways. FINANCIAL SUPPORT: CAPES, CNPq, FAPEMIG. CEUA Protocol: 173/2014.
Subject: Dor
Analgesia
Óxido nítrico
Neuropatia ciática
Nervo isquiático
Nociceptividade
Analgésicos
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE FARMACOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/37279
Issue Date: 10-May-2021
metadata.dc.description.embargo: 10-May-2022
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