Papel do endotélio na contração induzida por campo elétrico em aorta de Crotalus durissus terrificus (cascável) e Bothrops jararaca (jararaca) e evidência da síntese de catecolamina no endotélio humano

Orientador: Gilberto de Nucci Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas Resumo: Trabalhos de fisiologia comparada são fundamentais para o entendimento das relações evolutivas entre grupos, como os processos fisiológicos e funcionais e as diferentes adaptações de diversas espécies, ou seja, ganhos e perdas evolutivas. Estudos anteriores realizados por nosso grupo envolvendo espécies evolutivamente antigas como Chelonoidis carbonaria (jabuti-piranga) e Pantherophis guttatus (cobra-do-milharal) demonstraram que a contração induzida por estímulo elétrico de campo (EFS) das aortas isoladas desses animais é mediada por catecolaminas liberadas pelo endotélio, sem a influência de nervos adrenérgicos; tal mecanismo difere do mecanismo clássico de liberação de catecolaminas no sistema vascular de mamíferos, onde a inibição dos nervos adrenérgicos leva a diminuição ou abolição da resposta contrátil. Este trabalho por sua vez, teve como objetivo i) investigar o mecanismo envolvido na contração induzida por EFS de aortas isoladas de espécies evolutivamente mais recentes, cobras peçonhentas Crotalus durissus terrificus (cascavel) e Bothrops jararaca (jararaca), ii) comparar tais resultados com os obtidos anteriormente em jabuti-piranga e cobra-do-milharal, e iii) investigar o papel do endotélio diante desse estímulo. Adicionalmente, uma vez que nosso grupo também vem realizando ensaios envolvendo alguns mamíferos, este trabalho buscou por evidências acerca da produção de catecolaminas em endotélio humano em tecido de paraganglioma humano. Os anéis isolados de aorta de cascavéis e jararacas foram contraídos por meio de EFS utilizando diferentes frequências de estímulo (4, 8 e 16 Hz) na presença e ausência de agentes simpatolíticos (fentolamina e guanetidina) e o bloqueador de canais de sódio voltagem dependente tetrodotoxina (TTX), assim como em anéis aórticos com endotélio intacto ou removido. Foram também realizadas análises de imuno-histoquímica na aorta dessas espécies e no endotélio humano a fim de investigar a expressão da tirosina hidroxilase (TH), uma enzima essencial na síntese de catecolaminas, e da proteína S100, um marcador neural. A contração induzida por EFS dos anéis de aorta isolados de cascavel ou jararaca foi dependente da frequência e da presença de endotélio, uma vez que em anéis ausentes de endotélio a contração se demonstrou reduzida. Na presença de guanetidina e fentolamina essa contração induzida por EFS foi reduzida ou abolida, porém, na presença de TTX, não houve diferença significativa nas contrações em todas as frequências. Análises de imuno-histoquímica revelaram a expressão de TH exclusivamente no endotélio dessas aortas, porém não foi observada a expressão de proteína S100. De forma semelhante, endotélio no tecido de paraganglioma humano revelou TH enquanto as células neoplásicas apresentavam a expressão de ambos TH e S100. Nossos resultados sugerem que, a contração estimulada em anéis de aorta de cascavel e jararaca, apresenta a liberação de catecolamina é mediada pelo endotélio sem envolvimento de nervos simpáticos. Demonstramos também a expressão de TH no endotélio humano, sugerindo uma função de síntese de catecolaminas nesse tecido Abstract: Comparative physiology studies are fundamental for understanding evolutionary relationships between species, such as physiological processes and functions of different species, adaptations, evolutionary gains and losses. Previously, our group have showed that, in isolated ring from aorta of evolutionarily the ancient species Chelonoidis carbonaria (jabuti-piranga) and Pantherophis guttatus (corn snake), the aortae contraction induced by electrical field stimulation (EFS) is mediated by catecholamines released by the endothelium without the influence of adrenergic nerves, unlike the classical mechanism seen in the vascular system of mammals, in which, when adrenergic nerves are inhibited, there is a reduction or a abolishment of the vessel contractile response. This study aimed to i) explore the mechanism involved in EFS evoked contraction of aortae isolated from the venomous snakes Crotalus durissus terrificus (rattlesnake) and Bothrops jararaca (jararaca); ii) compare these results with those obtained in more ancient reptile species as jabuti-piranga and corn snake, and iii) investigate the role of endothelium in EFS-induced aortae contraction. Additionally, as our group has been also studying the endothelium-derivated catecholamine release in some mammals, we evaluated of endothelial catecholamine production in human endothelium of a paraganglioma biopsy. Aortac rings isolated by rattlesnakes and jararacas were contracted by the EFS in a frequency-dependent manner (4, 8 and 16 Hz), in the presence and absence of sympatholytic agents (phentolamine and guanethidine) and the voltage-gated sodium channel blocker tetrodotoxin (TTX), as well as in aortae with intact or removed endothelium. Immunohistochemistry analysis were performed in the aorta of these species and in the human endothelium in order to investigate the expression of tyrosine hydroxylase (TH), an enzyme essential in the detection of catecholamines, and protein S100, a neural marker. The EFS-evoked contractions of rattlesnake and jararaca aortae were frequency-but also endothelium-dependent once the rings contractions were reduced in the absence of endothelium. When incubated with guanethidine and phentolamine, the contractions were reduced or abolished, however, in the presence of TTX, there was no significant difference in aortae contraction. Immunohistochemistry analyses has revealed that the expression of TH was exclusive to the endothelium of the snake's aorta and the S100 protein expression was not observed. Likewise, the endothelium of human paraganglioma tissue only expressed TH, while neoplastic cells expressed both TH and S100 in neoplastic cells. Our results suggest that, the contraction stimulated by EFS in aortic rings from rattlesnake and jararaca, is mediated by release of catecholamine from the without involvement of sympathetic nerves. We also demonstrate the expression of TH in the human endothelium, suggesting a catecholamine synthesis function in this tissue Doutorado Farmacologia Doutor em Farmacologia FAPESP 2015/15583-7, 2016/09539-8