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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Atividades inotrópica e cronotrópica do vaso dorsal do inseto Tenebrio molitor, LINNAEUS, 1758
Title Alternative: Inotropic and chronotropic activities in the dorsal vessel of the Tenebrio molitor, LINNAEUS, 1758
Author: Fim Neto, Arnaldo, 1987-
Advisor: Bassani, José Wilson Magalhães, 1953-
Abstract: Resumo: O vaso dorsal do inseto tem sido proposto como novo modelo animal para estudo do funcionamento do coração de vertebrados devido às múltiplas semelhanças genéticas, moleculares e fisiológicas que guardam um com o outro. O vaso dorsal do Tenebrio molitor (Linnaeus, 1758; Insecta, Coleoptera) apresenta atividades crono e inotrópica dependentes de um retículo sarcoplamástico (RS) funcionalmente ativo que também é essencial durante o efeito cronotrópico positivo exercido pelo agonista serotonina (5-HT). O objetivo do presente trabalho foi estudar, com uma abordagem farmacológica, alguns mecanismos (vias de sinalização e receptores) modulados pela 5-HT no coleóptero. Além disso, foi possível estudar outras fontes de influxo de Ca2+ do sarcolema reguladores da atividade inotrópica, que, em contraste com a atividade espontânea, tem sido bem menos estudada. Para estas finalidades, foi desenvolvida uma ferramenta computacional na plataforma Labview para se extrair o diâmetro luminal e a frequência cardíaca (FC) durante aquisição de vídeo e perfusão da preparação in situ do besouro. Os principais resultados encontrados foram: a) tratamento do vaso dorsal com o antagonista dos receptores 5-HT2 (5-HT2R) exerceu um desvio na curva concentração-efeito à 5-HT. A sensibilidade da preparação ao agonista diminuiu progressivamente durante aumento da concentração do antagonista, mas não ocorreram modificações na resposta cronotrópica máxima (Rmax); b) a Rmax à 5-HT foi diminuída durante perfusão das preparações com 2-aminoetoxidifenil borato (2-APB), um inibidor não seletivo dos receptores de 1,4,5-inositoltrifosfatado; c) a FC durante concomitante exposição a 100 nM de 5-HT e 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX, 50 µM) foi ligeiramente maior (~40 %) do que a plena exposição ao IBMX, o que sugeriu a participação do monofosfato cíclico de adenosina (AMPc) na via serotoninérgica; d) o efeito cronotrópico positivo ao IBMX foi possivelmente independente da inibição de receptores de adenosina (ADOR), pois o vaso dorsal apresentou efeito cronotrópico positivo à adenosina (ADO). A sensibilidade a ADO diminuiu durante exposição ao antagonista do ADOR que medeia os níveis citosólicos de AMPc, o que realçou a participação do nucleotídeo na atividade espontânea; e) foi demonstrado, quando as preparações foram estimuladas eletricamente e expostas simultaneamente ao thapsigargin, D600 e KB-R7943, que o influxo de Ca2+ pelos canais de Ca2+ tipo-L, mas não pelo trocador Na+/Ca2+, em associação com a liberação de Ca2+ do RS são fontes primárias na regulação da amplitude de contração. Do presente trabalho pôde-se concluir que este foi o primeiro estudo da regulação de canais de Ca2+ do sarcolema na atividade inotrópica no coração de insetos. Além disso, segundos mensageiros como AMPc e 1,4,5-inositoltrifosfatado, este mobilizado pela ativação de 5-HT2R, estão envolvidos na via serotoninérgica no vaso dorsal do T. molitor

Abstract: The dorsal vessel from insects has been proposed as an emergent model to understand the physiopathology of the heart due to multiplies genetic, molecular and physiology features with vertebrates as, for instance, chronotropic and inotropic activity regulated by a functional sarcoplasmic reticulum (SR), particularly in Tenebrio molitor (Linnaeus, 1758; Insecta, Coleoptera), which is also fundamental for responsiveness of the dorsal vessel spontaneous rhythm to agonist serotonin (5-HT). The present study aimed at investigating, with a pharmacological approach, some underlying mechanisms (signaling pathways and receptors) into the positive chronotropic response of the dorsal vessel of the Tenebrio molitor to 5-HT. Moreover, other Ca2+ sources involved in inotropic activity, whose more substantial information still lacks, were studied. A computer program was developed in Labview 11.0 platform in order to extract the luminal diameter and the heart rate (HR) during real-time videos recording of the perfused in situ preparation. The main results were: a) dorsal vessel treatment with the 5-HT2 receptor antagonist (5-HT2R) produced a rightward shift of the 5-HT concentration-response curve, by diminishing the sensitivity progressively during increments of the antagonist concentrations, but without modifying the maximum chronotropic response (Rmax); b) Rmax to agonist was depressed during perfusion with 2-aminoethoxydiphenyl borate, a non-selective inositol triphosphate (IP3) receptor inhibitor; c) the HR during combined exposure to 100 nM of 5-HT plus the 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX, 50 µM), was slightly greater (~ 40 %) than solely the exposure to IBMX, suggesting also the involvement of cyclic adenosine monophosphate (cAMP) in serotoninergic pathway; d) the positive chronotropic effect of IBMX was regardless of the adenosine (ADO) receptor (ADOR) inhibition, once the preparation presented a positive chronotropic response to ADO, whereas the sensitivity to agonist decreased at two concentrations of ADOR-mediated cAMP stimulation antagonist, further highlighting the importance of cAMP cytosolic levels in driving spontaneous rhythm; e) the combined exposure to thapsigargin, D600 and KB-R7943 in a subset of preparations underwent to electrical stimulus unveiled that Ca2+ influx via L-type Ca2+ channels, but not via Na+/Ca2+ exchanger, synergistically with SR regulates the systolic variation in the luminal diameter. In conclusion, this the first demonstration of inotropic activity regulation in insects via Ca2+ sources from sarcolemma. Furthermore, the serotoninergic pathway involved in positive chronotropic response in beetle is dually coupled to cytosolic mobilization of cAMP and IP3, this last activated via 5-HT2R
Subject: Tenebrio
Serotonina
Atividade inotropica
Inositol 1,4,5-trisfosfato
Reticulo sarcoplasmatico
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: FIM NETO, Arnaldo. Atividades inotrópica e cronotrópica do vaso dorsal do inseto Tenebrio molitor, LINNAEUS, 1758. 2017. 1 recurso online (85 p.). Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, SP.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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