A murine model of elastase- and cigarette smoke-induced emphysema / Modelo murino de enfisema induzido por instilação de elastase e exposição a fumaça de cigarro

ABSTRACT Objective: To describe a murine model of emphysema induced by a combination of exposure to cigarette smoke (CS) and instillation of porcine pancreatic elastase (PPE). Methods: A total of 38 C57BL/6 mice were randomly divided into four groups: control (one intranasal instillation of 0.9% saline solution); PPE (two intranasal instillations of PPE); CS (CS exposure for 60 days); and CS + PPE (two intranasal instillations of PPE + CS exposure for 60 days). At the end of the experimental protocol, all animals were anesthetized and tracheostomized for calculation of respiratory mechanics parameters. Subsequently, all animals were euthanized and their lungs were removed for measurement of the mean linear intercept (Lm) and determination of the numbers of cells that were immunoreactive to macrophage (MAC)-2 antigen, matrix metalloproteinase (MMP)-12, and glycosylated 91-kDa glycoprotein (gp91phox) in the distal lung parenchyma and peribronchial region. Results: Although there were no differences among the four groups regarding the respiratory mechanics parameters assessed, there was an increase in the Lm in the CS + PPE group. The numbers of MAC-2-positive cells in the peribronchial region and distal lung parenchyma were higher in the CS + PPE group than in the other groups, as were the numbers of cells that were positive for MMP-12 and gp91phox, although only in the distal lung parenchyma. Conclusions: Our model of emphysema induced by a combination of PPE instillation and CS exposure results in a significant degree of parenchymal destruction in a shorter time frame than that employed in other models of CS-induced emphysema, reinforcing the importance of protease-antiprotease imbalance and oxidant-antioxidant imbalance in the pathogenesis of emphysema.

RESUMO Objetivo: Descrever um modelo murino de enfisema induzido por exposição a fumaça de cigarro (FC) e instilação de elastase pancreática porcina (EPP). Métodos: Trinta e oito camundongos C57BL/6 foram aleatoriamente divididos em quatro grupos: controle (uma instilação intranasal de solução salina a 0,9%); EPP (duas instilações intranasais de EPP); FC (exposição a FC durante 60 dias) e FC + EPP (duas instilações intranasais de EPP + exposição a FC durante 60 dias). No fim do protocolo experimental, todos os animais foram anestesiados e traqueostomizados para o cálculo de parâmetros de mecânica respiratória. Em seguida, todos os animais foram sacrificados e seus pulmões foram removidos para a medição da intercepção linear média (Lm) e a determinação do número de células imunorreativas a antígeno macrofágico (MAC)-2, metaloproteinase da matriz (MMP)-12 e glicoproteína glicosilada de 91 kDa (gp91phox) no parênquima pulmonar distal e na região peribrônquica. Resultados: Embora não tenha havido diferenças entre os quatro grupos quanto aos parâmetros de mecânica respiratória avaliados, houve aumento da Lm no grupo FC + EPP. O número de células positivas para MAC-2 na região peribrônquica e no parênquima pulmonar distal foi maior no grupo FC + EPP do que nos outros grupos, assim como o foi o número de células positivas para MMP-12 e gp91phox, porém somente no parênquima pulmonar distal. Conclusões: Nosso modelo de enfisema induzido por instilação de EPP e exposição a FC resulta em um grau significativo de destruição parenquimatosa em um período de tempo menor que o empregado em outros modelos de enfisema induzido por FC, o que reforça a importância do desequilíbrio entre proteases e antiproteases e entre oxidantes e antioxidantes na patogênese do enfisema.

Influence of Smoking Consumption and Nicotine Dependence Degree in Cardiac Autonomic Modulation / Influência do Consumo Tabagístico e Grau de Dependência Nicotínica na Modulação Autonômica Cardíaca

Abstract Background: Smoking consumption alters cardiac autonomic function. Objective: Assess the influence of the intensity of smoking and the nicotine dependence degree in cardiac autonomic modulation evaluated through index of heart rate variability (HRV). Methods: 83 smokers, of both genders, between 50 and 70 years of age and with normal lung function were divided according to the intensity of smoking consumption (moderate and severe) and the nicotine dependency degree (mild, moderate and severe). The indexes of HRV were analyzed in rest condition, in linear methods in the time domain (TD), the frequency domain (FD) and through the Poincaré plot. For the comparison of smoking consumption, unpaired t test or Mann-Whitney was employed. For the analysis between the nicotine dependency degrees, we used the One-way ANOVA test, followed by Tukey's post test or Kruskal-Wallis followed by Dunn's test. The significance level was p < 0,05. Results: Differences were only found when compared to the different intensities of smoking consumption in the indexes in the FD. LFun (62.89 ± 15.24 vs 75.45 ± 10.28), which corresponds to low frequency spectrum component in normalized units; HFun (37.11 ± 15.24 vs 24.55 ± 10.28), which corresponds to high frequency spectrum component in normalized units and in the LF/HF ratio (2.21 ± 1.47 vs 4.07 ± 2.94). However, in the evaluation of nicotine dependency, significant differences were not observed (p > 0.05). Conclusion: Only the intensity of smoking consumption had an influence over the cardiac autonomic modulation of the assessed tobacco smokers. Tobacco smokers with severe intensity of smoking consumption presented a lower autonomic modulation than those with moderate intensity.

Resumo Fundamento: O tabagismo altera a função autonômica cardíaca. Objetivo: Avaliar a influência da intensidade do consumo tabagístico e do grau de dependência nicotínica na modulação autonômica cardíaca avaliada por meio de índices de variabilidade da frequência cardíaca (VFC). Métodos: 83 tabagistas, de ambos os sexos, faixa etária entre 50 e 70 anos de idade e com função pulmonar normal foram divididos de acordo com a intensidade do consumo tabagístico (moderado e grave) e o grau de dependência nicotínica (leve, moderado e grave). Os índices de VFC foram analisados em condição de repouso, em métodos lineares no domínio do tempo (DT), domínio da frequência (DF) e pelo plot de Poincaré. Para comparação do consumo tabagístico, foi utilizado teste t não pareado ou Mann-Whitney. Para análise entre os graus de dependência nicotínica, foi utilizado teste One-way ANOVA seguido de pós-teste de Tukey ou Kruskal-Wallis seguido pelo teste de Dunn. O nível de significância foi de p < 0,05. Resultados: Diferenças só foram encontradas quando comparadas às diferentes intensidades do consumo tabagístico nos índices no DF: LFun (62,89 ± 15,24 vs 75,45 ± 10,28), que corresponde ao componente espectral de baixa frequência em unidades normalizadas; HFun (37,11 ± 15,24 vs 24,55 ± 10,28), que corresponde ao componente espectral de alta frequência em unidades normalizadas e na relação LF/HF (2,21 ± 1,47 vs 4,07 ± 2,94). No entanto, na avaliação da dependência nicotínica não foram observadas diferenças significativas (p > 0,05). Conclusão: Apenas a intensidade do consumo tabagístico promoveu influências sobre a modulação autonômica cardíaca dos tabagistas avaliados. Tabagistas com intensidade de consumo tabagístico grave apresentaram menor modulação autonômica do que tabagistas moderados.