Influence of orchiectomy of seven month old bulls on bronchoalveolar immune function / Influência da orquiectomia na função imune broncoalveolar de garrotes de sete meses de idade

The present study evaluated the impact that orchiectomy, a routine but painful intervention in bovine husbandry, can cause on pulmonary immunity. To identify whether orchiectomy can impair lung defense, analyses of serum cortisol concentration and of alveolar macrophage and their function (phagocytosis and respiratory burst) were evaluated. Sixteen Holstein bulls (7 mo old, 250±50kg of body weight BW) were divided in two homogeneous groups - the castrated group and the sham group - and the sample were collected on Days -7, 1 and 7 relative to the day of the procedure. Serum cortisol concentration statistically increased on Days 1 and 7 (D-7: 4,97±1,28ng/ml; D1: 6,35 ±1,10ng/ml; D7: 8,28±1,94ng/ml) after castration and these variables seem to impact the alveolar macrophage percentage on D1 (D-7: 76,86±3,44%; D1: 60,92±2,44%; D7: 74,17±2,56%) and their respective function of phagocytosis (P) and the oxidative burst (OB) on Days 1 and 7 for the castrated group (P D-7: 56,25±15,63 arbitrary values; D1: 54,75±14,07 arbitrary values; D7: 31,77±8,44 arbitrary values; and OB D-7: 222,34±39,52 arbitrary values; D1: 135,25±37,68 arbitrary values; D7: 117,73±18,17 arbitrary values). These results indicate that surgical castration affected lung defense until seven days after the practice, so the pulmonary cell function was impaired for a period higher than that reported in the literature.(AU)

O presente estudo avaliou o impacto que a orquiectomia, uma intervenção dolorosa comumente realizada durante a criação de bovinos, pode causar na imunidade pulmonar. Para tanto, foram realizadas dosagens de cortisol sérico, bem como a análise de macrófagos alveolares e suas funções (fagocitose e metabolismo oxidativo) de 16 bovinos da raça Holandesa preto e branco (sete meses de idade, 250±50kg de peso vivo). Esses animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos homogêneos - grupo castrado e grupo controle - e foram avaliados nos dias -7, 1 e 7, relativos ao dia do procedimento cirúrgico, que foi realizado no dia 0. A concentração de cortisol sérico aumentou estatisticamente nos dias 1 e 7 em relação ao grupo controle (D-7: 4,97±1,28ng/mL; D1: 6,35 ±1,10ng/mL; D7: 8,28±1,94ng/mL). Notou-se diminuição de macrófagos alveolares no D1 (D-7: 76,86±3,44%; D1: 60,92±2,44%; D7: 74,17±2,56%) e de suas funções de fagocitose (F) e metabolismo oxidativo (MO) nos dias 1 e 7 (F D-7: 56,25±15,63 valores arbitrários; D1: 54,75±14,07 valores arbitrários; D7: 31,77±8,44 valores arbitrários; e MO D-7: 222,34±39,52 valores arbitrários; D1: 135,25±37,68 valores arbitrários, D7: 117,73±18,17 valores arbitrários) para o grupo castrado. Esses resultados demonstram que a orquiectomia afeta as defesas pulmonares por até sete dias após a prática, período superior ao relatado pela literatura.(AU)

Evaluation of the mitochondrial respiration of cardiac myocytes in rats submitted to mechanical bile duct obstruction / Avaliação da respiração mitocondrial de miócitos cardíacos em ratos ictéricos sumetidos à obstrução do ducto biliar

PURPOSE: The objective of the present study was to evaluate the capacity of the myocardium for energy production by the analysis of mitochondrial respiration in rats with jaundice submitted to bile duct ligature. METHODS: Sixteen male Wistar rats were divided into 2 Groups: Group SO submitted to nontherapeutic laparotomy (sham operation) and Group IC (icteric group) submitted to bile duct ligature. After 7 days, laparotomy was again performed in all animals for cardiac muscle extraction and analysis. Mitochondrial oxygen consumption was determined by stage 3 velocity and stage 4 velocity. The respiratory control ratio (RCR) was obtained by the ratio of stage 3 to stage 4 velocity. Statistical analysis was performed by the Mann-Whitney test, with the level of significance set at 5 percent (p<0.05). RESULTS: Statistical analysis revealed a significant drop in oxygen consumption during stage 3 mitochondrial respiration in group IC compared with SO, whereas the values obtained during stage 4 were basically identical for the two groups. Likewise, RCR values exhibited a significant reduction. CONCLUSION: The cellular respiration of the "jaundiced heart" is depressed. This was demonstrated by the reduced capacity of cardiac mitochondria to consume oxygen and synthesize ATP, supporting the idea of a latent cardiac impairment responsible for the hemodynamic decompensation occurring during cholestasis.

OBJETIVO: A proposta deste trabalho é avaliar a capacidade de produção energética do miocárdio mediante análise da respiração mitocondrial em ratos ictéricos submetidos à ligadura do ducto biliar. MÉTODOS: Foram utilizados 16 ratos Wistar machos divididos em 2 Grupos: Grupo SO , os quais foram submetidos à Laparotomia branca e Grupo IC, os quais sofreram ligadura do ducto biliar para o desenvolvimento de icterícia obstrutiva. Todos os animais após 7 dias de cirurgia foram submetidos à nova laparotomia para extração e análise do músculo cardíaco. O consumo de oxigênio pelas mitocôndrias foi determinado pela velocidade do estado 3 e velocidade do estado 4. A razão do controle respiratório (RCR) foi obtida pela relação entre as velocidades dos estados 3 e 4. A análise estatística foi feita pelo teste de Mann-Whitney com nível de significância de 5 por cento (p<0.05). RESULTADOS: Observou-se queda estatisticamente significante nos valores do consumo de oxigênio do estado 3 da respiração mitocondrial no grupo IC em relação ao SO, no entanto os valores para estado 4 permaneceram basicamente inalterados entre os grupos. Os valores de RCR entre os grupos também apresentaram diminuição significativa. CONCLUSÃO: A respiração celular do 'coração ictérico' está deprimida em decorrência da redução da capacidade da mitocôndria cardíaca em consumir oxigênio e sintetizar ATP, o que pode contribuir para a disfunção cardiovascular na vigência da colestase.

Obstructive jaundice induces early depression of mitochondrial respiration in rat hepatocytes

INTRODUCTION: Oxidative phosphorylation dysfunction of hepatocyte mitochondria is involved in the pathophysiology of organ dysfunction following obstructive jaundice (OJ). However the time period from biliary occlusion to the occurrence of the dysfunction has not been determined decisively. PURPOSE: To evaluate the early effects (1 d and 7 d) of OJ on liver mitochondria respiratory function in rats. METHODS: Male Wistar rats (200-250 g) were randomly divided into the following 3 groups: laparotomy plus OJ for 24 h (1d group) (n = 10); laparotomy plus OJ for 7 d (7d group) (n = 10); sham control procedure (CTR group) (n = 12). At the end of OJ periods, total serum bilirubin level, hepatic enzyme activity levels (GOT, GTP, Gama-GT, ALP), mitochondrial respiration phases S3 and S4, as well as the respiratory control ratio (RC = S3/S4), and ADP consumption/oxygen consumption (ADP/O) ratio, were determined. RESULTS: Total serum bilirubin, activity of most hepatic enzymes, and O2 consumption during basal (S4) respiration were increased in the 1d and 7d groups (ANOVA, p = 0.05 vs. CTR). After ADP addition, the O2 consumption rate (S3) in the 1d group remained similar to the CTR rate (ANOVA p > .05), while the RC rate was reduced (ANOVA, p = 0.001) vs. CTR. The effects observed on mitochondrial respiration in the 1d group were exacerbated in the 7d group. CONCLUSION: These results indicate that OJ induces early (24 h) depression of liver mitochondria respiration, and thus may lead to early reduction in the production of high energy bonds.

INTRODUÇÃO: A disfunção da fosforilação oxidativa das mitocôndrias do hepatócito está envolvida na fisiopatologia da disfunção orgânica subseqüente à icterícia obstrutiva (IO). Entretanto, a precocidade da ocorrência desta disfunção permanece obscura. OBJETIVO: Avaliar o efeito precoce da IO na função respiratória mitocondrial em ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar machos (200 a 250g) foram randomizados em 3 grupos que foram submetidos a laparotomia mais: IO por 24hs (grupo 1d)(n=10); IO por 7 dias (grupo 7d)(n=10; procedimento simulado (grupo CTR)(n=12). Ao final dos períodos de IO, foram determinados: bilirrubina sérica total, atividade de enzimas hepáticas (TGO, TGP, Gama-GT, FA), e as fases S3 e S4 da respiração mitocondrial, bem como o razão do controle respiratório (RC = S3/S4), e a razão entre consumo de ADP/consumo de oxigênio (ADP/O). RESULTADOS: Observou-se significativo aumento de bilirrubina sérica total, enzimas hepáticas, e consumo de O2 durante a respiração basal (S4) no grupo de IO por 24hs (ANOVA, p=0.009). Após adição de ADP, a taxa de consumo de O2 (S3) não diminuiu significativamente no grupo de IO, comparado com o CTR (ANOVA, p>0.05); entretanto, a razão do controle respiratório (RC) foi significativamente mais baixa comparada com o CTR (ANOVA, p=0.001). Os efeitos observados na respiração mitocondrial no grupo do dia 1d estavam exacerbados no grupo 7d. CONCLUSÃO: Estes resultados indicam que a icterícia obstrutiva induz depressão precoce (24hs) da respiração mitocondrial, e pode assim levar à redução da produção de ligações de alta energia.

Análise da respiração mitocondrial em tecido cerebral de gato após isquemia e reperfusão / Analysis of mitochondrial respiration in cerebralm tissue of cat after ischemia and reperfusion

Introdução: A isquemia cerebral é uma doença frequente e de difícil tratamento médico. De particular interesse neurocirúrgico são as situações de vasoespasmo após hemorragia subaracnóidea, de oclusão temporária de vasos nas neurocirurgias e de tromboses de artérias intracranianas. A lesão cerebral resultante da isquemia depende da sua duração e pode ser agravada pela reperfusão do território isquêmico. Vários estudos clínicos e experimentais têm sido realizados para melhor entendeer esses fenômenos. Objetivo: Este trabalho visou a avaliação precoce dos efeitos da esquemia focal seguida da reperfusão no cérebro de gatos. Métodos: A isquemia cerebral foi provocada por clipagem temporária da artéria cerebral média por tempos determinados com reperfusão durante 10 minutos, e avaliação foi efetuada através da análise da respiração mitocondrial no tecido isquemiado. Resultados: Houve redução significativa no consumo de )2 nas amostras de tecido cerebral osquemiado por 60 minutos, seguidos de 10 minutos de reperfusão, quando comparadas ao tecido cerebral contralateral (não isquemiado). Conclusões: Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o tempo de duração da isquemia foi um fator determinante na alteração da respiração mitocondrial de gatos submetidos à isquemia e reperfusão de curta duração (alterações significativas apenas após 60 minutos de isquemia seguidos de 10 de reperfusão).

Avaliaçäo da isquemia cerebral pela respiraçäo mitocondrial: modelo experimental / Evaluation of brain ischemia by mitochondrial respiration. Experimental model

A isquemia cerebral acontece em várias doenças. Um dos fatores críticos para a recuperaçäo de um paciente é a duraçäo do processo isquêmico. A atividade cerebral depende do suprimento de energia, isto sugere que o estudo da funçäo mitocondrial pode ser utilizado para a avaliaçäo do dano neuronal. O objetivo deste trabalho foi o de estudar a respiraçäo mitocondrial pela oclusäo da artéria cerebral média esquerda pela técnica do fio intraluminal. Ratos da raça Wistar foram subdivididos em 4 grupos: controle e 15, 30 e 60 minutos de oclusäo. Os resultados mostraram que näo há diferença estatisticamente significativa entre o grupo de 15 minutos e o grupo controle. O grupo de 30 minutos teve diminuiçäo do estado III da respiraçäo mitocondrial comparado com o grupo controle. O grupo de 60 minutos teve diminuiçäo dos estados III e IV comparados com o grupo controle. A respiraçäo mitocondrial permitiu uma avaliaçäo efetiva e precoce do processo isquêmico focal no cérebro do rato.

Papel del oxido nitrico en la respiracion celular / Role of nitric oxide in cell respiration

El óxido nítrico (ON) sintetizado de manera constitutiva en una célula generadora, actúa sobre otra célula efectora como regulador fisiológico del tono vascular, de la inhibición planquetaria o de la interación neurona-neurona. En forma contraría, la liberación inducida de grandes cantidades de ON por períodos largos transforma al ON de un mediador fisiológico en una molécula citostática y citotóxica. La presencia de ON sintetasa en la mitocondria sugiere que la producción fisiológica de ON en pequeñas cantidades estaría relacionada con la regulación de la respiración celular a través de la inhibición de la citocromo oxidasa. La exposición celular a ON por períodos prolongados da como resultado una inhibición irreversible de la respiración celular que es independiente de la formación generalizada de superóxido o de peroxinitrito. La inhibición de la respiración celular es persistente excepto si se estudia el complejo IV aislado, si se bloquea el complejo I o si se pone glutatión. De esta manera nuestra hipótese es que la inhibición del complejo IV es un efecto fisiológico normal, dependiente de las concentraciones de ON. Si se expone las células a ON por períodos largos, se nitrosilan tioles en el complejo I y a medida que se están nitrosilando, el glutatión transnitrosila y limpia el complejo I hasta que el glutation cae a un nivel crítico. En estas condiciones se produce la inhibición irreversible de la respiración y posiblemente, este sea el camino que transforma al ON de un mediador fisiológico en una molécula con efectos patológicos. Asi mismo, creemos que la nitrosilación de tioles y la transnitrosilación por el glutatión constituyen un mecanismo crítico de la prevención del stress oxidativo.

In vivo and in vitro effects of metabolic hormones on tissue respiration in toad, Bufo melanostictus during hibernation and active phase.

In vivo and in vitro effects of L-T3, L-T4, estradiol, corticosterone, epinephrine and norepinephrine were studied on the rate of liver and muscle tissue respiration in B. melanostictus during hibernation and active phase under natural climatic conditions. Thyroid hormones were found to be calorigenic only during the active phase. Estradiol stimulated the respiratory rate directly during hibernation and indirectly during the active phase. Adrenal hormones invariably increased the respiratory rate of the tissues in all the experiments. On the basis of the present findings it can be concluded that the sensitivity of the tissues to various hormones is altered during the active phase and hibernation. The calorigenic action of thyroid hormones seems to be associated with activity-linked energy demand. Direct stimulation of tissue respiration by estradiol during hibernation may be of great adaptative significance. Due to their temperature-independent calorigenic action, adrenal hormones may be considered as emergency hormones for the regulation of the oxidative metabolism in the toad.