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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.17.2018.tde-25042018-165456
Document
Author
Full name
Rodrigo Alberto Restrepo Fernández
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2017
Supervisor
Committee
Branco, Luiz Guilherme de Siqueira (President)
Correa, Fernando Morgan de Aguiar
Guimaraes, Elaine Aparecida Del Bel Belluz
Rocha, Maria Jose Alves da
Stabile, Angelita Maria
Title in Portuguese
Sulfeto de hidrogênio durante o choque endotoxêmico: modulação da produção de PGD2 na AVPO e de citocinas periféricas durante as fases de hipotermia e febre
Keywords in Portuguese
Akt
Choque endotoxêmico
Citocinas
Febre
Hipotermia
Prostaglandina D2 (PGD2)
Sulfeto de hidrogênio (H2S)
Abstract in Portuguese
As respostas termorregulatórias ao lipopolissacarídeo (LPS) são influenciadas por moduladores que aumentam (febrigênicos) ou diminuem (criogênicos) a temperatura corporal (Tb). Entre eles, o neurotransmissor gasoso sulfeto de hidrogênio (H2S) modula a inflamação sistêmica induzida por endotoxina em ratos, agindo como uma molécula anti-inflamatória e criogênica, embora os mecanismos subjacentes ainda sejam pouco compreendidos. Considerando que a endotoxina é um ligando para o Toll-like receptor 4 (TLR4) e que evidências recentes revelam um cross-talk entre a via de sinalização TLR e fosfo-Akt (p-Akt), o objetivo do presente estudo foi investigar se o H2S atua como um mediador antiinflamatório e antipirético durante as fases termorregulatórias que ocorrem no choque endotoxêmico (hipotermia e febre) induzido por lipopolissacarídeo bacteriano (LPS, 2,5 mg / kg intraperitoneal (ip)) através da modulação sobre a produção de prostaglandina D2 (PGD2) e a ativação de Akt na área pré-óptica ântero-ventral do hipotálamo (AVPO). A Tb profunda de ratos mantidos a uma temperatura ambiente de 25 °C foi registrada antes e depois da inibição farmacológica da enzima cistationina ?-sintase (CBS - responsável pela produção endógena de H2S no cérebro) usando aminooxiacetato (AOA, 100 pmol, intracerebroventricular (icv)), combinado ou não com administração de LPS. Para esclarecer os mecanismos responsáveis por esses ajustes da resposta imune, foram determinados na AVPO os níveis de H2S, a produção de PGD2 e o perfil de expressão das proteínas CBS, p-Akt e p-CREB. Além disso, foi analisada a concentração de citocinas plasmáticas (IL-1?, IL-6, IL-10, TNF?, IFN-? , E IL-4). A injeção ip de LPS causou hipotermia típica seguida de febre. Os níveis de AVPO H2S aumentaram significativamente durante a hipotermia quando comparado com ratos eutérmicos e febris. A microinjeção icv de AOA não causou nenhuma alteração na Tb nem na produção basal de PGD2 durante a eutermia. Em ratos tratados com LPS, o AOA causou uma atenuação na queda da Tb durante a fase de hipotermia e uma febre exacerbada, simultaneamente com o aumento na produção de PGD2 e abolição do aumento induzido pela endotoxina na atividade de Akt. Durante a fase de febre, a expressão relativa de CBS esteve significativamente diminuída enquanto a expressão relativa de p-Akt esteve aumentada, quando comparado com ratos eutérmicos e hipotérmicos. As citocinas plasmáticas aumentaram durante a inflamação sistêmica, mas apenas a IL-4 mostrou um padrão semelhante em relação à Akt. Estes dados são consistentes com a noção de que o neurotransmissor gasoso H2S modula as fases de hipotermia e febre durante o choque endotoxêmico, atuando como uma molécula criogênica. Este papel anti-inflamatório durante a inflamação sistémica envolve uma regulação positiva da PGD2, de Akt e da IL-4 plasmática.
Title in English
Hydrogen sulfide during endotoxic shock: Modulation of PGD2 production in AVPO and peripheral cytokines during hypothermia and fever
Keywords in English
Akt
Cytokines
Endotoxic shock
Fever
Hipothermia
Hydrogen sulfide (H2S)
Prostaglandin D2 (PGD2)
Abstract in English
Thermoregulatory responses to lipopolysaccharide (LPS) are affected by modulators that increase (pro-pyretic) or decrease (cryogenic) body temperature (Tb). Among them, the gaseous messenger hydrogen sulfide (H2S) modulates endotoxin-induced systemic inflammation being an anti-inflammatory and cryogenic molecule, although the underlying mechanisms are still poorly understood. Since endotoxin is a Toll-like receptor 4 (TLR4) ligand and recent evidence indicates that there is a possible a cross-talk between the TLR and phospho-Akt (p-Akt) signaling pathway, the current study aimed to investigate whether H2S acts as an anti-inflammatory and anti-pyretic mediator during thermoregulatory phases of endotoxic shock (hypothermia and fever) induced by bacterial lipopolysaccharide (LPS, 2.5 mg/kg intraperitoneal (ip)) through the modulation of prostaglandin D2 (PGD2) production and activation of Akt in the anteroventral preoptic region of the hypothalamus (AVPO). Deep Tb in rats kept at an ambient temperature of 25 °C, was recorded before and after pharmacological inhibition of the enzyme cystathionine ?-synthase (CBS - responsible for H 2S endogenous production in the brain) using aminooxyacetate (AOA; 100 pmol/1 ?l intracerebroventricular (icv)) combined or not with endotoxin administration. To clarify the mechanisms responsible for these adjustments on immune response were verified in the AVPO H 2S levels, PGD2 production and expression profiles of CBS, p-Akt and p-CREB. In addition, plasma cytokines concentration (IL-1?, IL-6, IL-10, TNF?, IFN-?, and IL-4) was analyzed. Intraperitoneal injection of LPS caused typical hypothermia followed by fever. Intracerebroventricular microinjection of AOA neither affected Tb nor basal PGD2 production during euthermia. Levels of AVPO H2S were significantly increased during hypothermia when compared to both euthermic and febrile rats. In LPS-treated rats, AOA increased Tb values during hypothermia and fever, along with enhanced PGD2 production and abolition of endotoxin-induced increase in Akt activity. During fever, CBS relative expression was significantly decreased whereas p-Akt was significantly increased when compared to both euthermic and hypothermic rats. Plasma cytokines were increased during systemic inflammation, but only IL-4 showed a similar pattern in relation to Akt. These data are consistent with the notion that the gaseous messenger H2S modulates hypothermia and fever during endotoxic shock, acting as a cryogenic molecule. This anti-inflammatory role during systemic inflammation involves a H2S-induced up-modulation of PGD2, Akt and plasma IL-4.
 
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Publishing Date
2018-07-16
 
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