Extracellular adenosine 5'-triphosphate concentrations changes in rat spinal cord associated with the activation of urinary bladder afferents. A microdialysis study. / Variação da concentração extracelular de 5'-trifosfato de adenosina na medula espinal de rata associadas a fibras aferentes vesicais. Um estudo com microdiálise

ABSTRACT Objective To determine adenosine 5’-triphosphate levels in the interstice of spinal cord L6-S1 segment, under basal conditions or during mechanical and chemical activation of urinary bladder afferents. Methods A microdialysis probe was transversally implanted in the dorsal half of spinal cord L6-S1 segment in female rats. Microdialysate was collected at 15 minutes intervals during 135 minutes, in anesthetized animals. Adenosine 5’-triphosphate concentrations were determined with a bioluminescent assay. In one group of animals (n=7) microdialysate samples were obtained with an empty bladder during a 10-minutes bladder distension to 20 or 40cmH2O with either saline, saline with acetic acid or saline with capsaicin. In another group of animals (n=6) bladder distention was performed and the microdialysis solution contained the ectonucleotidase inhibitor ARL 67156. Results Basal extracellular adenosine triphosphate levels were 110.9±35.34fmol/15 minutes, (mean±SEM, n=13), and bladder distention was associated with a significant increase in adenosine 5’-triphosphate levels which was not observed after bladder distention with saline solution containing capsaicin (10µM). Microdialysis with solution containing ARL 67156 (1mM) was associated with significantly higher extracellular adenosine 5’-triphosphate levels and no further increase in adenosine 5’-triphosphate was observed during bladder distension. Conclusion Adenosine 5’-triphosphate was present in the interstice of L6-S1 spinal cord segments, was degraded by ectonucleotidase, and its concentration increased following the activation of bladder mechanosensitive but not of the chemosensitive afferents fibers. Adenosine 5’-triphosphate may originate either from the central endings of bladder mechanosensitive primary afferent neurons, or most likely from intrinsic spinal neurons, or glial cells and its release appears to be modulated by capsaicin activated bladder primary afferent or by adenosine 5’-triphosphate itself.

RESUMO Objetivo Determinar as concentrações extracelulares do 5’-trifosfato de adenosina no interstício dos segmentos medulares L6-S1, em condições basais ou durante a ativação mecânica e química das fibras aferentes vesicais. Métodos Um cateter de microdiálise foi implantado no sentido transversal na parte dorsal da medula espinal, entre os segmentos L6-S1 de ratas. O microdialisado foi coletado em intervalos de 15 minutos, durante 135 minutos, com os animais anestesiados. A concentração de 5’-trifosfato de adenosina nas amostras foi determinada mediante ensaio de bioluminescência. Em um grupo de animais (n=7), as amostras de microdialisado foram obtidas com a bexiga vazia, com distensão da bexiga para volume de 20 ou 40cmH2O, com solução salina, solução salina com ácido acético, ou solução salina com capsaicina. Em outro grupo (n=6), foi realizada com a bexiga distendida, e a solução para microdiálise continha o inibidor de ectonucleotidase ARL 67156. Resultados Os níveis extracelulares de trifosfato de adenosina no início do estudo foram 110,9±35,36fmol/15 minutos (média±EPM, n=13), e a distensão da bexiga causou um aumento nos níveis de 5’-trifosfato de adenosina, o que não foi observado após a distensão da bexiga com solução salina contendo capsaicina (10µM). A microdiálise com solução contendo ARL 67156 (1mM) foi associada com significante aumento dos níveis de trifosfato de adenosina extracelular, e nenhum aumento do trifosfato de adenosina foi observado durante a distensão da bexiga. Conclusão O 5’-trifosfato de adenosina está presente no interstício do segmento L6-S1 da medula espinal, é degradado por ectonucleotidases, e sua concentração aumentou com a ativação das fibras aferentes mecanossensíveis da bexiga, mas não das quimiossensíveis. O 5’-trifosfato de adenosina pode ter sido liberado das terminações centrais dos neurônios aferentes primários mecanossensíveis ou, mais provavelmente, de neurônios espinais intrínsecos, ou ainda de células gliais. Sua liberação parece ser modulada por fibras aferentes primárias da bexiga ativadas pela capsaicina ou pelo próprio 5’-trifosfato de adenosina.

An alternate technique for isolation of Toxocara canis excretory-secretory antigens / Uma técnica alternativa para o isolamento de Toxocara canis excreção e secreção de antígenos

The aim of the present study was to test the effectiveness of a sausage-casing membrane for dialysis of Toxocara excretory-secretory antigens (TES). The protein concentrated by the tested membrane was compared with that obtained using a Sigma commercial membrane, as were the protein fractions found by polyacrylamide gel electrophoresis. Standard positive and negative serum samples were evaluated in an ELISA immunoassay, and equivalent data were obtained in all steps, indicating that the sausage-casing membrane is efficient, besides being less expensive to process.

O objetivo do presente estudo foi testar a eficácia de uma membrana utilizada para o preparo de embutidos, na obtenção do antígeno de excreção e secreção de Toxocara (TES). A concentração protéica foi comparada com a obtida com a membrana Sigma tanto quanto as frações protéicas separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida. Amostras de soros padrão positivo e negativo foram avaliadas no teste imunoenzimático ELISA. Dados equivalentes foram observados em todas as etapas, sugerindo que a membrana possa ser utilizada para diálise por ser eficiente e de menor custo no preparo do antígeno.

Studying the central control of food intake and obesity in rats

The central nervous system regulates energy intake and expenditure through a complex network of neurotransmitters and neuromodulators. It is of great interest to understand the relevance of these systems to the physiological control of energy balance and to the disturbances of obesity. The present paper discusses some of the methods to address this field used at the laboratory of Endocrine Physiology of Universidade Federal de São Paulo. Initially, different experimental models of rat obesity are presented, namely the hypothalamic induced monosodium glutamate model, the Zucker genetic model, and the dietary model. The principles of brain microdialysis are also presented, the technique applied to obtain representative samples of the extracellular fluid of brain sites involved in feeding control. The microdialysate levels of serotonin, an important anorexigenic neurotransmitter, are determined by HPLC with electrochemical detection. The immunoblot technique (Western blot) is used to determine hypothalamic levels of proteins relevant to the anorexigenic effect of serotonin and to analyze the acute activation of the insulin signaling cascade in the hypothalamus. The final section addresses the potential applications of proteomics in the study of the central control of feeding.

O sistema nervoso central controla a ingestão e o gasto de energia por meio de um complexo circuito de neurotransmissores e neuromoduladores. É de grande interesse entender a relevância fisiológica destes sistemas e o papel que desempenham nos distúrbios da obesidade. No presente artigo, discutem-se alguns dos métodos que têm sido utilizados no laboratório de Fisiologia Endócrina da Universidade Federal de São Paulo, em estudos neste campo. Inicialmente, são apresentados alguns modelos de obesidade experimental em ratos, como a obesidade hipotalâmica induzida por glutamato monossódico, o modelo genético Zucker e também obesidades induzidas por dieta. Comenta-se, em seguida, sobre os princípios da microdiálise cerebral. Esta técnica é utilizada para obter amostras representativas do líquido extracelular de regiões cerebrais envolvidas no controle da ingestão alimentar. Os níveis de serotonina, um importante neurotransmissor anorexígeno, são medidos no dialisato por cromatografia líquida de alta pressão com detecção eletroquímica. Utiliza-se a técnica de immunoblot (Western blot) para determinar os níveis hipotalâmicos de proteínas importantes na ação anorexigênica da serotonina e também para analisar a ativação aguda da cascata de sinalização da insulina no hipotálamo. A seção final aborda o grande potencial da análise proteômica no estudo do controle central da ingestão.

Cambios en aminoácidos luego de administración intraperitoneal de veneno del escorpión Tityus zulianus en ratones: Estudio con microdiálisis subcutánea y electroforesis capilar

Resumen. El envenenamiento por escorpiones es un problema de salud pública en la zona suroccidental de Venezuela. El Tityus zulianus es uno de los escorpiones que causa, especialmente en niños, edema pulmonar e insuficiencia cardíaca que pueden ser fatales y que se han atribuido en parte a una gran descarga simpática. La administración intraperitoneal de (20 µg/g peso) de veneno del T. zulianus a ratones anestesiados durante microdiálisis subcutánea provocó aumento de secreciones, dificultad respiratoria, convulsiones y muerte entre 30 min a 2 h. En los dializados recolectados antes y después de recibir el veneno, se analizaron 7 aminoácidos por electroforesis capilar con detección mediante fluorescencia inducida por láser (EC-DFIL). Se encontró un aumento en arginina (39%), fenilalanina (40%) y glutamato (94%), sin cambios en valina, serina y aspartato, en los animales que recibieron veneno con respecto a sus valores pretratamiento. Estos cambios porcentuales fueron significativos al comparar veneno vs. vehículo después de la inyección; y antes vs. después de recibir el veneno. Para este momento no hay una explicación clara del significado de estos aumentos de aminoácidos específicos. Se requieren nuevos estudios para conocer si estos cambios bioquímicos tienen o no una relación con los mecanismos de acción molecular del veneno o algunos de sus componentes y/o con las manifestaciones clínicas. De acuerdo con la literatura revisada, este es el primer reporte de la combinación de microdiálisis subcutánea y EC-DFIL en el estudio in vivo del emponzoñamiento por escorpiones en ratones.

Abstract. Scorpion human envenoming is a public health hazard in the southwest of Venezuela. Tityus zulianus is one of the scorpion species whose venom causes lung edema and cardiac failure in children. These occasionally deadly manifestations have been attributed to a massive sympathetic discharge. The intraperitoneal administration of T. zulianus venom (20 µg/g mouse) to anesthetized mice during subcutaneous microdialysis caused increased secretions, dyspnea, seizures and death between 30 min to 2 h. Seven amino acids were analyzed by capillary electrophoresis with laser induced fluorescence detection (CE-LIFD) in the collected samples before and after the venom administration. We found an increase of arginine (39%), phenylalanine (40%) and glutamate (94%), with no changes in valine, serine and aspartate, changes were significant when the injection of venom and vehicle were compared and before vs after venom injection. Further investigation is needed to know if the observed changes could be related to the molecular mechanisms of the venom or some of its components and therefore with the envenoming symptoms. To our knowledge, this is the first report with subcutaneous microdialysis and CE-LIFD coupling in scorpion envenomation studies in vivo, in mice.

Microdiálisis subcutánea: una técnica simple para monitorizar el ambiente bioquímico extracelular: combinación con electroforesis capilar y detección mediante fluorescencia inducida por láser / Subcutaneous microdialysis: simple technique to monitor biochemical extracellular environment: coupling with capillary electrophoresis and laser-induced fluorescence detection

La microdialisis es una técnica que permite seguir los cambios de sustancias endógenas o exógenas presentes en cualquier comportamiento extracelular. Actualmente tiene muchas aplicaciones tanto experimentales como clínicas. El muestreo en el fluido extracelular subcutáneo es especialmente util para evaluación del metabolismo en pacientes en condiciones críticas, estudios farmacocinéticos y monitoreo de glucosa. Presentamos algunos ejemplos de estas aplicaciones, usando una cánula fabricada manualmente con un segmento de tubo de celulosa (200 µm de diámetro externo y poros de 13.000 daltons de peso molecular) ensamblado entre tubos de acero inoxidable (26 ga. de diámetro externo) para ser insertada en el tejido subcutáneo, en pacientes en condiciones críticas o en anestesiados, para analizar patrones de aminoácidos por electroforesis capilar con detección mediante fluorescencia inducida por láser (EC-DFIL). También fue usada ambulatoriamente para medir glucosa en voluntarios. Los resultados muestran que la microdiálisis subcutánea es un método muy simple, no costoso ni agresivo, con ventajas sobre la obtención de muestras de sangre por punción repetida e inclusive sobre microdialisis endovenosa. Este método, combinado con una técnica analítica apropiada, puede usarse exitosamente en la vigilancia del ambiente químico extracelular en condiciones clínicas o preclínicas muy diferentes.

Activación del sistema de los opiodes endógenos por dosis subconvulsivamantes de metrazol / Activation of the endogenous opioid system with metrazol subconvulsivant dosis

Se investigaron las alteraciones en el sistema de los opioides endógenos en el cerebro de la rata, inducidas por la administración de una dósis subconvulsivante de metrazol (PTZ) (30 mg/kg i.p.). Por medio de experimentos de microdiálisis, encontramos durante los primeros 60 min después del tratamiento, una liberación importante de opiodes endógenos en el hipocampo y la amígdala cerebral. Posteriormente, los valores regresaron a los niveles basales. Por autorradiografía se observó un decremento en los niveles de los receptores mu en varias estructuras cerebrales. Mediante el análisis de la unión a receptores las membranas cerebrales, se confirmó un decremento en el número de estos receptores, sin cambios en su afinidad. En la aplicación de la prueba de Randall-Sellito, se encontró un aumento en el umbral de respuesta a estímulos dolorosos, durante los primeros 30 min. después del PTZ. Finalmente, experimentos de hibridación in situ revelaron un incremento en los niveles de la proencefalina a las 24 hrs después del tratamiento. Nuestros resultados indican que la administración de dosis subconvulsivante de PTZ activan de manera importante al sistema de los opiodes endógenos. Estos cambios resultan relevantes para entender el proceso del epileptogénesis y los mecanismos involucrados en el mismo