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Type: TESE
Title: Efeitos do veneno de Rhinella schneideri sobre a junção neuromuscular
Title Alternative: Effects of Rhinella schneideri poison on neuromuscular junction
Author: Ferreira, Sandro Rostelato, 1982-
Advisor: Simioni, Lea Rodrigues, 1942-
Abstract: Resumo: Rhinella schneideri, conhecido previamente como Bufo paracnemis, é um sapo comum em muitas regiões do Brasil. O veneno destas espécies exerce importante efeito cardiovascular em humanos e animais, mas pouco se sabe sobre sua atividade neuromuscular. Neste trabalho, nós avaliamos a neurotoxicidade do veneno de R. schneideri em preparações neuromusculares de pintainho e camundongo. Através da compressão manual das glândulas parótidas localizadas atrás dos olhos, coletou-se a secreção e então realizada a extração com metanol. O extrato metanólico foi liofilizado e testado em preparações biológicas. Preparações biventer cervicis (BC) de pintainho e nervo frênico diafragma (NFD) de camundongo foram utilizadas para o registro miográfico através de estimulação elétrica indireta para medidas eletrofisiológicas, análise morfológica e microscopia eletrônica de transmissão. Frações ativas do extrato metanólico foram obtidas submetendo-se à coluna de fase reversa Luna PFP (250 x 4,6 mm). O extrato metanólico (50 ?g/ml) causou somente facilitação da neurotransmissão em preparações NFD. Ao contrário, causou bloqueio neuromuscular significativo em preparações BC que foram concentração-dependente (3, 10 and 30 ?g/ml; a 37º C) com tempo para 50% de bloqueio, média ± erro padrão: 84±10, 51±3 e 12±0,8 min com 3, 10 e 30 ?g/ml, respectivamente; n=6-8 cada, precedido por facilitação da neurotransmissão. Não houve inibição significativa das respostas contraturantes à ACh (110 ?M) ou KCl (20 mM) após bloqueio completo em qualquer concentração testada. Em preparações BC incubadas com o extrato metanólico (10 ?g/ml) a 22º C por 70 min não observou-se qualquer alteração das respostas musculares (117±3%; n=5), mas quando a temperatura do banho foi elevada a 37º C, 50% de bloqueio ocorreu após 92±3 min (n=5; p<0.05). A incubação de preparações BC curarizadas (d-Tc, 1 ?g/ml) com o extrato metanólico (10 ?g/ml) resultou em completo e irreversível bloqueio enquanto que as preparações tratadas somente com curare mostraram a reversão completa da resposta contrátil após várias lavagens. Não houve aumento significativo nos níveis de liberação de creatinoquinase (90±21 vs. 80±15 U/l, antes e após 120 min de incubação com o extrato, respectivamente, n=5) além da ausência de alterações na morfologia das fibras musculares ou na porcentagem de danos na fibra (2.4±0.9 vs. 2.3±0.5 %, antes e após 120 min de incubação com o extrato, respectivamente, n=5). O extrato metanólico (50 ?g/ml) aumentou a resposta contrátil mas não alterou o potencial de membrana em repouso (-81±1 mV e -78±1 mV para controle e preparação tratada após 60 min). Registros eletrofisiológicos mostraram que houve um aumento progressive na frequência dos potenciais de placa terminal em miniatura (PPTM) de 34±3,5 (controle) para 88±15 (após 60 min de incubação com o extrato); houve também um aumento nos valores do conteúdo quântico, de 128±13 (controle) para 272±34 e 171±11 após 5 min e 60 min, respectivamente, em preparações tratadas com o extrato metanólico. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou que o volume ocupado pelas vesículas sinápticas foi significativamente reduzida (32±5%; p<0.05) após 5 min mas este efeito foi reversível após 60 min de incubação para as preparações tratadas com 50 ?g/ml do extrato metanólico. Não houve dano estrutural distinguível na membrana do terminal nervoso e nas mitocôndrias das preparações tratadas com o extrato, quando comparada com as preparações controle. O pré-tratamento das preparações NFD com ouabaína (1 ?g/ml), um inibidor da bomba de Na+/K+-ATPase, por 5 min antes da incubação com o extrato, preveniu o aumento do conteúdo quântico comparado com preparações controle (118±18, 117±18 e 154±33 para preparações controle-ouabaína e tratadas com ouabaína e incubadas com o extrato por 5 min e 60 min, respectivamente). A cromatografia por HPLC do extrato metanólico resultou em 24 frações, das quais 4 (frações 20, 21, 22 e 24) causaram bloqueio neuromuscular em preparações BC. A fração 20 (3 ?g/ml) foi escolhida por ser 3 vezes mais potente que as demais e causou bloqueio neuromuscular significativo (p<0.05; tempo para 50% de bloqueio: 43±4 min; n=4) precedido por facilitação em preparações BC a 37º C. A fração 20 não inibiu as respostas contraturantes à ACh (110 ?M) ou KCl (20 mM) após completo bloqueio neuromuscular em preparações BC. Em preparações NFD, a fração (15 ?g/ml) aumentou significativamente os valores do conteúdo quântico de 117±18 (controle) para 236±44 após 5 min de incubação (n=4; p<0.05). Estes resultados indicam que o extrato metanólico do veneno de R. schneideri é capaz de interferir com a neurotransmissão por ativar e/ou bloquear a liberação da acetilcolina nos sítios pré-sinápticos, provavelmente envolvendo a bomba de Na+-K+-ATPase, sem causar qualquer dano à musculatura

Abstract: Rhinella schneideri, previously known as Bufo paracnemis, is a common toad in many regions of Brazil. The venom of this species exerts important cardiovascular effects in humans and animals, but little is known of its neuromuscular activity. In this work, we examined the neurotoxicity of R. schneideri venom in chick and mouse neuromuscular preparations. Venom was collected by manual compression of the large parotid glands behind the eyes and then extracted with methanol. The extract was lyophilized prior to testing in biological preparations. Chick biventer cervicis (BC) and mouse phrenic nerve-diaphragm (PND) preparations were mounted for conventional twitch-tension recording in response to indirect stimulation, for electrophysiological measurements, morphological analysis and transmission electronic microscope. Also, an active fraction of this methanolic extract obtained by reverse phase HPLC on a Luna PFP (250 x 4.6 mm) column. The methanolic extract (50 ?g/ml) caused facilitation but no neuromuscular blockade in PND preparations. In contrast, significant (p<0.05) concentration-dependent (3, 10 and 30 ?g/ml) neuromuscular blockade (time for 50% blockade, mean±S.E.M.: 84±10, 51±3 and 12±0.8 min with 3, 10 and 30 ?g/ml, respectively; n=6-8 each) preceded by facilitation was seen in BC preparations at 37oC. There was no inhibition of contractures to exogenous ACh (110 ?M) or KCl (20 mM) after complete blockade by any of the concentrations tested. Incubation of BC preparations with methanolic extract (10 ?g/ml) at 22oC for 70 min did not affect neuromuscular transmission (117±3%; n=5), but when the bath temperature was increased to 37oC, 50% blockade occurred within 92±3 min (n=5; p<0.05). Incubation of curarized (d-Tc, 1 ?g/ml) BC preparations with methanolic extract (10 ?g/ml) resulted in complete, irreversible blockade whereas preparations treated with curare alone showed complete reversion in the twitch-tension after washing. There was no significant increase in creatine kinase levels (90±21 vs. 80±15 U/l, before and after a 120 min incubation with extract, respectively; n=5) and no significant alterations in muscle fiber morphology or in the percentage of damaged fibers (2.4±0.9 vs. 2.3±0.5 % before and after a 120 min incubation with extract, respectively; n=5). The methanolic extract (50 ?g/ml) increased the twitch-tension but did not alter the membrane resting potential (-81±1 mV and -78±1 mV for control and poison-treated preparations after 60 min). Electrophysiological measurements showed that there was a progressive increase in the frequency of miniature end-plate potentials (MEPPs) from 34±3.5 (control) to 88±15 (after a 60 min incubation with extract); there was also an increase in the end-plate potentials (based on the quantal content) from 128±13 (control) to 272±34 and 171±11 after 5 min and 60 min, respectively, in extract-treated preparations. TEM showed that the fractional volume occupied by synaptic vesicles was significantly reduced (32±5%; p<0.05) after a 5 min but this effect was reversible after 60 min of incubation to 50 ?g/ml of methanolic extract. There was no structural damage to the membrane of the terminal boutons and the mitochondria of extract-treated preparations were indistinguishable from those of control preparations. Pretreatment of the preparations with ouabain (1 ?g/ml), a Na+/K+-ATPase pump inhibitor, for 5 min prior to incubation with methanolic extract prevented the increase in quantal content compared to preparations without extract (118±18, 117±18 and 154±33 for ouabain-treated controls and ouabain-treated preparations incubated with venom for 5 min and 60 min, respectively). HPLC of the methanolic extract resulted in 24 fractions, of which four (fractions 20, 21, 22 and 24) produced blockade in BC preparations. Fraction 20 (3 ?g/mL) was chosen because was the most potent of the four fractions and caused significant (p<0.05) neuromuscular blockade (time for 50% blockade: 43±4 min; n=4; mean±SEM) preceded by facilitation in BC preparations at 37oC. Fraction 20 did not inhibit contractures to exogenous ACh (110 ?M) or KCl (20 mM) after complete neuromuscular blockade in BC preparations. In PND preparations, fraction 20 (15 ?g/mL) significantly increased the quantal content value from 117±18 (control) to 236±44 after 5 min (n=4; p<0.05). These results indicate that the methanolic extract of R. schneideri is capable to interfere with the neurotransmission by activing and/or blocking the pre-synaptic acetylcholine release by an activity involving the Na+-K+-ATPase pump, without damaging the muscle membrane
Subject: Junção neuromuscular
Eletrofisiologia
Microscopia eletrônica de transmissão
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2012
Appears in Collections:FCM - Tese e Dissertação

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