Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/65771
Type: Tese
Title: Efeitos cardiovasculares e renais induzidos pela infusão central de alamandina em animais hipertensos
Authors: Lucas Araújo Castro e Souza
First Advisor: Maria José Campagnole dos Santos
First Referee: Maria Claudia Costa Iirigoyen
Second Referee: Daniel Campos Vilela
Third Referee: Andreia Siqueira Haibara
metadata.dc.contributor.referee4: Rafaela Fernandes da Silva
Abstract: Introdução e objetivo. O tratamento da hipertensão arterial avançou muito nas últimas décadas, no entanto, cerca de 20% dos hipertensos possuem uma condição chamada hipertensão resistente e não respondem bem à terapêutica disponível atualmente. Dentre os mecanismos envolvidos na gênese e manutenção da hipertensão, destaca-se a hiperatividade da via angiotensina (Ang) II/ receptor AT1 do sistema renina-angiotensina (SRA) circulante e tecidual, incluindo o SRA cerebral, associada a um desequilíbrio na atividade do sistema nervoso autônomo. Recentemente uma nova via do SRA composta pela alamandina e receptor MrgD foi descrita. Os estudos realizados até o momento mostram que a alamandina apresenta efeitos biológicos similares àqueles demonstrados para a Ang-(1-7), sugerindo que esta via poderia representar um mecanismo contrarregulador adicional do SRA. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do aumento dos níveis de alamandina no sistema nervoso central sobre os parâmetros cardiovasculares, o coração, o rim e o cérebro de animais hipertensos. Métodos. Para a realização desse estudo, foram utilizados ratos Sprague-Dawley (SD) e dois modelos de hipertensão experimental: ratos hipertensos transgênicos, TGR(mREN2)27 (TG), e ratos com hipertensão DOCA-Sal (DOCA). Um grupo de animais recebeu tratamento com alamandina via infusão intracerebroventricular (ICV) de curto prazo (90 minutos) e outro grupo recebeu tratamento ICV com alamandina por longo prazo (14 ou 28 dias; com mini-bombas osmóticas). A avaliação dos parâmetros cardiovasculares (pressão arterial, frequência cardíaca e sensibilidade do barorreflexo) foi realizada a partir de um dos 3 sistemas: sistema de aquisição de pressão arterial (PA; BIOPAC), sistema de medida por telemetria ou sistema de medida por pletismografia de cauda. Lesões no coração e rim foram avaliadas a partir dos seguintes parâmetros: 1) hipertrofia cardíaca por peso do coração ou diâmetro dos cardiomiócitos por histologia e a expressão gênica (mRNA) de dois marcadores de hipertrofia: o peptídeo natriurético atrial (ANP) e o peptídeo natriurético cerebral (BNP); 2) avaliação da deposição de matriz extracelular no ventrículo esquerdo do coração (VE) por histologia e por expressão gênica de proteínas da matriz extracelular (mRNA) no VE e no rim; 3) função cardíaca por ecocardiograma; 4) dosagem de mediadores de inflamação no VE e no rim (ELISA); 5) avaliação do infiltrado inflamatório e de lesão tubulointersticial no rim por histologia; 6) avaliação da função renal. Os possíveis mediadores cerebrais envolvidos na resposta da alamandina foram avaliados por 1) RNAseq; 2) expressão gênica de componentes do sistema nitrérgico (nNOS), glutamatérgico (glutaminase, transportador de amino-ácido excitatório, subunidade NR1 do receptor NMDA), e do SRA [angiotensinogênio, enzima conversora(ECA), ECA2, MrgD, Mas]; 3) dosagem de mediadores inflamatórios (ELISA). Resultados. O aumento dos níveis de alamandina no SNC por curto prazo (horas) reduziu a PA de animais hipertensos e melhorou a sensibilidade do barorreflexo em animais normotensos e hipertensos. Por sua vez, a infusão ICV de alamandina por longo prazo (4 semanas) reduziu a pressão arterial (PAD, PAS, PAM) e frequência cardíaca dos ratos TG que tinham 12 semanas de idade no início do tratamento. A infusão ICV de alamandina (14 dias) melhorou a sensibilidade do barorreflexo dos ratos DOCA, sem alterar a PA desses animais. A infusão de alamandina por longo prazo não alterou a hipertrofia cardíaca dos animais dos dois modelos de hipertensão, mas atenuou o aumento na deposição de matriz extracelular observada no VE dos animais hipertensos transgênicos. A função cardíaca e o nível aumentado de citocinas no VE desses animais não foi alterada. Em relação ao rim, o tratamento com alamandina reduziu o infiltrado inflamatório, a lesão túbulointersticial, os níveis de TNF-α, IL-6 e IL-1β e reverteu a deposição de colágeno nos ratos TG. Em relação aos mecanismos centrais da alamandina, os animais hipertensos apresentaram aumento dos níveis de citocinas pró-inflamatórias no hipotálamo e no bulbo e proliferação e ativação da micróglia em importantes áreas do SNC relacionadas ao controle cardiovascular, como o PVN, o NTS e a RVLM. O tratamento com alamandina, atenuou essas alterações. Não houve diferença entre grupos com relação à expressão de componentes do SRA no SNC, com exceção do receptor MrgD, cuja expressão está aumentada em animais hipertensos e não é influenciada pelo aumento dos níveis de alamandina. Com relação à expressão de componentes dos sistemas glutamatérgico e nitrérgico, não observamos alterações importantes entre os diferentes grupos experimentais. Uma variedade de genes está alterada no cérebro de animais hipertensos e hipertensos tratados com alamandina. Um certo número desses genes é comum a estes dois grupos, no entanto, a alteração observada na expressão desses genes não é uniforme. Assim, a expressão de alguns genes aumenta ou reduz nos dois grupos de animais, enquanto outros genes apresentam alterações opostas nos animais hipertensos em relação aos hipertensos tratados. Conclusão. Em conjunto, os resultados do presente estudo reforçam a importância do SRA cerebral na fisiopatologia da HA e indicam a alamandina como uma importante via alternativa e contraregulatória do SRA.
Abstract: Background and aim. The treatment of hypertension advanced a lot in the last decades, nevertheless around 20% of the subjects with hypertension have a condition named resistant hypertension and do not respond well to the currently available therapy. Among the mechanisms involved in the genesis and maintenance of hypertension we highlight the overactivity of angiotensin (Ang) II-AT1 receptor axis of the circulating and tissue reninangiotensin system (RAS), including the brain RAS, which is associated to an imbalance of the autonomic nervous system activity. Recently, a new axis of the RAS composed by alamandine and MrgD receptor was described. The studies done heretofore show that alamandine has similar biological effects to those demonstrated to Ang-(1-7), suggesting that this axis could be an additional contraregulatory mechanism of the RAS. The aim of this study was to investigate the effects of the increased levels of alamandine in the central nervous system on cardiovascular parameters, the heart, the kidney, and the brain of hypertensive animals. Methods. To perform this study, Sprague-Dawley (SD) rats and two experimental models of hypertension were used: transgenic hypertensive rats, TGR(mREN2)27 (TG), and DOCA-Salt hypertensive rats (DOCA). Part of the animals received treatment with short-term intracerebroventricular (ICV) infusion of alamandine (90 minutes), and another part of the animals received treatment with long-term ICV infusion of alamandine (14 or 28 days, with osmotic minipumps). The assessment of cardiovascular parameters (arterial pressure, heart rate, and baroreflex sensitivity) was carried out through one of the following methods: arterial pressure acquisition system (AP, BIOPAC), telemetry, or by tail-cuff pletismography. Damage in the heart and kidney was evaluated by the following parameters: 1) cardiac hypertrophy by the heart weight and cardiomyocytes diameter by histology and gene expression (mRNA) of two hypertrophy markers: atrial natriuretic peptide (ANP) and brain natriuretic peptide (BNP); 2) assessment of extracellular matrix deposition by histology and gene expression (mRNA) of extracellular matrix proteins in the left ventricle of the heart (LV) and in the kidney; 3) cardiac function by echocardiogram; 4) measurement of inflammatory mediators in the LV and kidney (ELISA); 5) evaluation of inflammatory infiltrate and tubulointerstitial injury in the kidney by histology; 6) renal function assessment. The possible brain mediators involved on alamandine effects were evaluated by: 1) RNASeq; 2) gene expression of components of the nitrergic (nNOS), glutamatergic (glutaminase, excitatory aminoacid transporter, and NR1 subunit of the NMDA receptor) systems, and of the RAS [angiotensinogen, angiotensin converting enzyme (ACE), ACE2, MrgD and Mas receptors]; and 3) measurement of inflammatory mediators (ELISA). Results. The short-term (hours) increased levels of alamandine in the CNS decreased the APof hypertensive animals and improved the baroreflex sensitivity in both normotensive and hypertensive rats. The long-term (4 weeks) ICV infusion of alamandine decreased the arterial pressure (SAP, DAP, and MAP) and heart rate of 12 weeks old TG rats. The ICV infusion of alamandine (2 weeks) improved the baroreflex sensitivity of DOCA rats, without changing the AP of these rats. The long-term ICV infusion of alamandine did not change cardiac hypertrophy in both experimental models of hypertension but attenuated the increased extracellular matrix deposition observed in the LV of TG hypertensive rats. The cardiac function and levels of inflammatory cytokines were not changed. Regarding the kidney, the treatment with alamandine decreased the inflammatory infiltrate, the tubulointerstitial injury, the levels of TNF-α, IL-6, and IL-1β, and reverted collagen deposition in TG rats. Concerning central mechanisms of alamandine, TG rats presented increased levels of proinflammatory cytokines in hypothalamus and medulla oblongata. The treatment with alamandine attenuated these changes. There was no change between groups regarding the expression of the RAS components, with exception of the MrgD receptor, which expression is increased in hypertensive rats and is not influenced by the increased levels of alamandine. About the expression of the glutamatergic and nitrergic systems components, we did not find important differences between groups. The expression of a great number of genes is changed in the brain of hypertensive animals and hypertensive animals treated with alamandine. Some of these genes are common to these two groups, nonetheless the changes observed in the expression of these genes is not uniform. Thus, the expression of some genes is increased or decreased in the two groups while other genes present opposite changes in hypertensive animals in comparison to the treated hypertensive animals. Conclusion. Together, the results of this study support the importance of the brain RAS in the pathophysiology of hypertension and indicate alamandine as an alternative and contraregulatory pathway of the RAS.
Subject: Fisiologia
Hipertensão
Sistema Renina-Angiotensina
Sistema Nervoso Central
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas - Fisiologia e Farmacologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/65771
Issue Date: 23-May-2018
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