Methionine- and choline-deficient diet induces hepatic changes characteristic of non-alcoholic steatohepatitis / Dieta deficiente em metionina e colina induz mudanças hepáticas características de esteatohepatite não-alcoólica

CONTEXT: Non-alcoholic steatohepatitis is a disease with a high incidence, difficult diagnosis, and as yet no effective treatment. So, the use of experimental models for non-alcoholic steatohepatitis induction and the study of its routes of development have been studied. OBJECTIVES: This study was designed to develop an experimental model of non-alcoholic steatohepatitis based on a methionine- and choline-deficient diet that is manufactured in Brazil so as to evaluate the liver alterations resulting from the disorder. METHODS: Thirty male C57BL6 mice divided in two groups (n = 15) were used: the experimental group fed a methionine- and choline-deficient diet manufactured by Brazilian company PragSoluções®, and the control group fed a normal diet, for a period of 2 weeks. The animals were then killed by exsanguination to sample blood for systemic biochemical analyses, and subsequently submitted to laparotomy with total hepatectomy and preparation of the material for histological analysis. The statistical analysis was done using the Student's t-test for independent samples, with significance level of 5 percent. RESULTS: The mice that received the methionine- and choline-deficient diet showed weight loss and significant increase in hepatic damage enzymes, as well as decreased systemic levels of glycemia, triglycerides, total cholesterol, HDL and VLDL. The diagnosis of non-alcoholic steatohepatitis was performed in 100 percent of the mice that were fed the methionine- and choline-deficient diet. All non-alcoholic steatohepatitis animals showed some degree of macrovesicular steatosis, ballooning, and inflammatory process. None of the animals which were fed the control diet presented histological alterations. All non-alcoholic steatohepatitis animals showed significantly increased lipoperoxidation and antioxidant enzyme GSH activity. CONCLUSION: The low cost and easily accessible methionine- and choline-deficient diet explored in this study is highly effective in inducing steatosis and steatohepatitis in animal model, alterations that are similar to those observed in human livers.

CONTEXTO: A esteatohepatite não-alcoólica é uma doença com alta incidência, difícil diagnóstico e tratamentos ainda não efetivos. Com isso, o uso de modelos experimentais para indução da esteatohepatite não-alcoólica e o estudo das rotas de desenvolvimento desta doença vem sendo empregado. OBJETIVO: Desenvolver um modelo experimental de esteatohepatite não-alcoólica a partir do uso de uma dieta deficiente de metionina e colina fabricada no Brasil e avaliar as alterações hepáticas decorrentes da doença. MÉTODO: Foram utilizados 30 camundongos machos da linhagem C57BL6, onde a metade foi alimentada com dieta deficiente em metionina e colina desenvolvida no Brasil e o restante com dieta controle no período de duas semanas. Após, os animais foram mortos por exaguinação e foi realizada laparotomia com hepatectomia total e preparo do material para análise histológica, coleta de sangue para análises bioquímicas sistêmicas. O nível de significância foi 5 por cento. RESULTADOS: Os ratos que receberam a dieta deficiente em metionina e colina apresentaram perda de peso e aumento significativo das enzimas de integridade hepática e diminuição dos níveis bioquímicos sistêmicos de glicemia, triglicerídeos, colesterol total, HDL e VLDL. Todos os animais com esteatohepatite não-alcoólica mostraram, pelo menos, algum grau de esteatose macrovesicular. O diagnóstico de esteatohepatite não-alcoólica foi realizado em 100 por cento dos camundongos que receberam a dieta deficiente em metionina e colina e nenhum dos animais que recebeu dieta controle apresentou alterações histológicas. Os animais com esteatohepatite não-alcoólica apresentaram aumento de lipoperoxidação e da enzima antioxidante GSH. CONCLUSÃO:A dieta deficiente de metionina e colina desenvolvida neste estudo apresenta índices elevados de indução de esteatose e esteatohepatite em modelo animal, apresentando comportamento patológico semelhante ao humano, com custo adequado e facilidade na sua aquisição.

Alterações pulmonares em um modelo de diabetes mellitus em ratos: o efeito da terapia antioxidante / Lung alterations in a rat model of diabetes mellitus: effects of antioxidant therapy

OBJETIVO: Avaliar as alterações estruturais no pulmão de ratos com diabetes mellitus (DM) através da quantificação do estresse oxidativo e do dano ao DNA, assim como determinar os efeitos de superóxido dismutase (SOD) exógena nessas alterações. MÉTODOS: Estudo experimental controlado com 40 ratos Wistar, divididos em quatro grupos (10 animais cada): grupo controle, grupo SOD (sem DM e tratados com SOD), grupo DM (com DM induzido por estreptozotocina), e grupo DM+SOD (com DM induzido por estreptozotocina e tratados com SOD). Os animais foram avaliados por um período de 60 dias, iniciado a partir do dia em que os animais com diabetes induzido por estreptozotocina apresentaram glicemia > 250 mg/dL. Nos últimos 7 dias do período, os animais nos grupos tratados receberam SOD. Ao final do tempo de estudo, amostras de tecido pulmonar foram coletadas para análise histopatológica e avaliação do estresse oxidativo e do dano ao DNA. RESULTADOS: Não houve diferenças significativas entre os grupos em relação ao dano ao DNA. Houve um aumento significativo na matriz extracelular e hiperplasia do endotélio capilar no grupo DM quando comparado com os grupos controle e SOD. Também houve mudanças significativas em pneumócitos tipo II e macrófagos intravasculares, sugerindo um processo inflamatório no grupo DM. Entretanto, uma redução na matriz extracelular, endotélio capilar normal e pneumócitos tipo II normais foram encontrados no grupo com DM+SOD. CONCLUSÕES: A administração exógena de SOD pode reverter alterações nos pulmões de animais com DM induzido.

OBJECTIVE: To evaluate structural alterations of the lung in rats with diabetes mellitus (DM), by quantifying oxidative stress and DNA damage, as well as to determine the effects that exogenous superoxide dismutase (SOD) has on such alterations. METHODS: A controlled experimental study involving 40 male Wistar rats, divided into four groups (10 animals each): control; SOD-only (without DM but treated with SOD); IDM-only (with streptozotocininduced DM but untreated); and IDM+SOD (with streptozotocin-induced DM, treated with SOD). The animals were evaluated over a 60-day period, day 0 being defined as the day on which the streptozotocin-injected animals presented glycemia > 250 mg/dL. The SOD was administered for the last 7 days of that period. At the end of the study period, samples of lung tissue were collected for histopathological analysis, evaluation of tissue oxidative stress, and assessment of DNA damage. RESULTS: There were no significant differences among the groups regarding DNA damage. In the IDM-only group, there was a significant increase in the extracellular matrix and significantly greater hyperplasia of the capillary endothelium than in the SOD-only and control groups. In addition, there were significant changes in type II pneumocytes and macrophages, suggesting an inflammatory process, in the IDM-only group. However, in the IDM+SOD group, there was a reduction in the extracellular matrix, as well as normalization of the capillary endothelium and of the type II pneumocytes. CONCLUSIONS: Exogenous SOD can reverse changes in the lungs of animals with induced DM.

Modelos experimentais para avaliação das alterações pulmonares na síndrome hepatopulmonar / Experimental models for assessment of pulmonary alterations in hepatopulmonary syndrome

OBJETIVO: O objetivo deste trabalho foi avaliar o melhor modelo experimental para observar alterações pulmonares que caracterizam a síndrome hepatopulmonar (SHP). MÉTODOS: Ratos machos Wistar, com peso médio de 250 g foram usados em quatro modelos experimentais: tetracloreto de carbono inalatório; tetracloreto de carbono intraperitoneal; ligadura parcial de veia porta; e ligadura de ducto biliar (LDB). Em todos os grupos os animais foram divididos em controle e experimental. Foram avaliadas as seguintes variáveis: transaminases; gasometria; lipoperoxidação por substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e por quimiluminescência; e atividade antioxidante da enzima superóxido dismutase (SOD). Foi feito também o exame anatomopatológico do pulmão. RESULTADOS: Observou-se diferenças significativas entre os grupos LDB controle e experimental: aspartato amino transferase (105,3 ± 43 vs. 500,5 ± 90,3 UI/L); alanino aminotransferase (78,75 ± 37,7 vs. 162,75 ± 35,4 UI/L); fosfatase alcalina (160 ± 20,45 vs. 373,25 ± 45,44 UI/L); pressão parcial de oxigênio (85,25 ± 8,1 vs. 49,9 ± 22,5 mmHg); e saturação de hemoglobina (95 ± 0,7 vs. 73,3 ± 12,07 por cento). A lipoperoxidação e a atividade antioxidante também demonstrou diferenças entre os dois grupos LDB (controle vs. experimental): TBARS (0,87 ± 0,3 vs. 2,01 ± 0,9 nmol/mg proteína); quimiluminescência (16008,41 ± 1171,45 vs. 20250,36 ± 827,82 cps/mg proteína); e SOD (6,66 ± 1,34 vs. 16,06 ± 2,67 UI/mg proteína). No exame anatomopatológico observou-se vasodilatação pulmonar no modelo de LDB. CONCLUSÕES: Os dados sugerem que o modelo de LDB pode ser usado para outros estudos envolvendo alterações hepáticas e suas relações com o estresse oxidativo e a SHP.

OBJECTIVE: The aim of this study was to identify the best experimental model in which to observe the pulmonary alterations characterizing hepatopulmonary syndrome (HPS). METHODS: Male Wistar rats, with mean weight of 250 g, were used in four experimental models: inhaled carbon tetrachloride; intraperitoneal carbon tetrachloride; partial portal vein ligation; and bile duct ligation (BDL). The animals in all groups were divided into control and experimental subgroups. The following variables were measured: transaminase levels; blood gases; lipoperoxidation, using thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and chemiluminescence; and levels of superoxide dismutase (SOD) anti-oxidant activity. Anatomopathological examination of the lung was also performed. RESULTS: There were statistically significant differences between the BDL control and BDL experimental groups: aspartate aminotransferase (105.3 ± 43 vs. 500.5 ± 90.3 IU/L); alanine aminotransferase (78.75 ± 37.7 vs. 162.75 ± 35.4 IU/L); alkaline phosphatase (160 ± 20.45 vs. 373.25 ± 45.44 IU/L); arterial oxygen tension (85.25 ± 8.1 vs. 49.9 ± 22.5 mmHg); and oxygen saturation (95 ± 0.7 vs. 73.3 ± 12.07 percent). Lipoperoxidation and antioxidant activity also differed significantly between the two BDL groups (control vs. experimental): TBARS (0.87 ± 0.3 vs. 2.01 ± 0.9 nmol/mg protein); chemiluminescence (16008.41 ± 1171.45 vs. 20250.36 ± 827.82 cps/mg protein); and SOD (6.66 ± 1.34 vs. 16.06 ± 2.67 IU/mg protein). The anatomopathological examination confirmed pulmonary vasodilatation in the BDL model. In the other models, there were no alterations that were characteristic of HPS. CONCLUSIONS: The data obtained suggest that the BDL model can be used in future studies involving hepatic alterations related to oxidative stress and HPS.

Avaliação da força muscular respiratória e da função pulmonar em pacientes com insuficiência cardíaca / Evaluation of respiratory muscle strength and pulmonary function in heart failure patients

FUNDAMENTO: O termo insuficiência cardíaca (IC) refere-se à falha do coração em bombear sangue para suprir as necessidades do organismo. A função pulmonar e os músculos respiratórios podem estar afetados e os sintomas típicos apresentados pelos pacientes são desconforto aos mínimos esforços. OBJETIVO: Verificar a função pulmonar e a força dos músculos respiratórios em pacientes com IC em classes funcionais II e III, segundo a New York Heart Association (NYHA). MÉTODOS: O estudo foi descritivo e observacional, sendo incluídos 12 indivíduos com IC em classes II e III que estavam em acompanhamento ambulatorial. A função pulmonar (volume expiratório forçado no primeiro segundo - VEF1 - e capacidade vital forçada - CVF) foi avaliada por meio da microespirometria e a força muscular respiratória (pressão expiratória máxima - PEmáx - e pressão inspiratória máxima - PImáx), por meio de manovacuometria (marca Globalmed®). RESULTADOS: Houve diferença entre as classes II e III em relação à função pulmonar (VEF1: II = 91,17 ± 19,87 e III = 68,17 ± 21,78; CVF: II = 68,17 ± 21,78 e III = 73,67 ± 22,94) e à força muscular respiratória (PImáx: II = 71,67 ± 40,70 e III = 53,33 ± 29,27; PEmáx: II = 98,83 ± 34,56 e III = 58,33 ± 15,06). A classe II apresentou valores maiores que a III, em todos os parâmetros avaliados, com diferença estatisticamente significativa na PEmáx. CONCLUSÃO: A função pulmonar e a força muscular respiratória estão prejudicadas na IC, onde os indivíduos da classe III apresentam valores menores que a II, principalmente na PEmáx.

BACKGROUND: Heart failure (HF) is the inability of the heart to pump enough blood to supply the necessities of the body. Pulmonary function and respiratory muscles can be affected and typical symptoms presented by the patients include discomfort at a minimal exertion. OBJECTIVE: To verify pulmonary function and respiratory muscle strength in patients with class II and III HF as defined by the New York Heart Association (NYHA). METHODS: The study was descriptive and observational, and comprised 12 class II and III HF patients in follow-up at the out-patient. Pulmonary function assessments [Forced Expiratory Volume in the first second (FEV1) and Forced Vital Capacity (FVC)] were performed using microspirometry and respiratory muscle strength [Maximal Expiratory Pressure (MEPmax) and Maximal Inspiratory Pressure (MIPmax)] were evaluated using a pressure transducer (Globalmed™). RESULTS: Differences were found between the functional classes II and III in relation to pulmonary function: FEV1 (II: 91.17±19.87; III: 68.17±21.78); FVC (II: 68.17±21.78; III: 73.67±22.94); and respiratory muscle strength: MIPmax (II: 71.67±40.70; III: 53.33±29.27) and MEPmax (II: 98.83±34.56; III: 58.33±15.06). The class II were higher for all study parameters, only MEPmax revealed a statistically significant difference. CONCLUSION: The pulmonary function and respiratory muscle strength are impaired in heart failure patients class III patients, particularly in relation to MEPmax.

Ligadura de ducto biliar como modelo de estudo da síndrome hepatopulmonar e estresse oxidativo / Common bile duct ligation as a model of hepatopulmonary syndrome and oxidative stress

RACIONAL: A síndrome hepatopulmonar é caracterizada por uma disfunção hepática e pela existência de dilatações dos vasos pulmonares, levando a alterações nas trocas gasosas, tendo algumas das suas características observadas de forma experimental no modelo de ligadura de ducto biliar. OBJETIVOS: Avaliar o estresse oxidativo no tecido pulmonar de ratos cirróticos por ligadura de ducto biliar comum. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram utilizados 12 ratos machos Wistar, pesando entre 200 e 300 g, divididos em dois grupos: controles (Co = 6) e cirróticos (Ci = 6). Foram realizadas avaliações de transaminases, gasometria arterial, avaliação da lipoperoxidação (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico e quimiluminescência) e quantificação da atividade enzimática antioxidante através das concentrações da enzima superóxido dismutase. Os tecidos analisados para avaliação da síndrome hepatopulmonar foram o fígado cirrótico e o pulmão. RESULTADOS: Os animais com ligadura de ducto biliar apresentaram alteração nas transaminases: aspartato aminotransferase, Co = 105,3 ± 43/Ci = 500,5 ± 90,3 alanina aminotransferase, Co = 78,75 ± 37,7/Ci = 162,75 ± 35,4 e fosfatase alcalina, Co = 160 ± 20,45/Ci = 373,25 ± 45,44. Em relação à lipoperoxidação e à resposta antioxidante, estas também apresentaram diferenças estatisticamente significativas quando avaliadas no pulmão (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) Co = 0,87 ± 0,3/Ci = 2,01 ± 0,9; quimiluminescência Co = 16008,41 ± 1171,45/Ci = 20250,36 ± 827,82; superóxido dismutase Co = 6,66 ± 1,34/Ci = 16,06 ± 2,67. CONCLUSÕES: Os dados obtidos sugerem que no modelo experimental de cirrose por ligadura de ducto biliar há aumento significativo da lipoperoxidação no tecido pulmonar, bem como aumento na atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase, sugerindo a presença de dano pulmonar decorrente da cirrose biliar secundária.