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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2022.tde-01122022-115638
Document
Author
Full name
José Virgulino de Oliveira Lima
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2022
Supervisor
Committee
Santos, Jose Eduardo Tanus dos (President)
Dias Junior, Carlos Alan Candido
Jordao Junior, Alceu Afonso
Title in Portuguese
Estudo comparativo entre a S-nitroso-N-acetilcisteína e o nitrito de sódio quanto aos seus efeitos hipotensores e alterações bioquímicas vasculares
Keywords in Portuguese
Hipertensão
L-NAME
Nitrito
S-nitrosotióis
Abstract in Portuguese
A hipertensão arterial sistêmica (HAS) é um distúrbio cardiovascular resultante do aumento crônico dos valores pressóricos ocasionado em parte por deficiente produção de óxido nítrico (NO) e pela ação constritora vascular mediada pela ação da angiotensina II (ANGII). Embora existam terapias medicamentosas para o tratamento da HAS, ainda é necessária a pesquisa de novos mecanismos anti-hipertensivos em busca de vias alternativas de tratamento. A síntese do óxido nítrico (NO) pela via nitrato-nitrito-NO é um dos mecanismos mais estudados para o controle dos eventos cardiovasculares provocados pela HAS, assim como a via clássica, que trata da formação de NO por meio das enzimas NO sintases (NOS): endotelial, neuronal e induzível. A nitrosação de proteínas é representada pela adição de um grupamento NO em centros ativos, causando uma modificação pós-translacional capaz de alterar sua função. Tal modificação pode ser causada por nitrosotióis (RSNO) formados endogenamente. Contudo nosso foco de estudo é baseado em um nitrosotiól sintético, a S-nitroso-N-acetilcisteína (SNAC), produto oriundo da S-nitrosação da N-acetilcisteína (NAC). Assim, a hipótese deste estudo é que a SNAC, comparada em dose equimolar ao nitrito de sódio, causaria maiores reduções de pressão arterial (PA) que o nitrito de sódio por promover maiores aumentos na concentração plasmática de nitrosotióis aumentando o grau de nitrosação proteica nos vasos, o que explicaria maiores efeitos anti-hipertensivos do que os causados pelo nitrito de sódio propriamente dito. Foram utilizados ratos normotensos divididos em quatro grupos experimentais, que receberam: a) Veículo (água destilada); b) L-NAME (100mg/kg); c) L-NAME (100mg/kg) + NO2 - 72 µmol/kg; d) L-NAME (100mg/kg) + SNAC 72 µmol/kg. Todos os tratamentos foram realizados por via oral (gavagem), uma única vez, e após dez minutos foram avaliados os parâmetros discutidos abaixo. Os animais foram submetidos à canulação da artéria femoral (para aferição da pressão) e avaliados no Biopac 4-6 horas após a cirurgia. Amostras de plasma foram analisadas pelo método de quimioluminescência através de ozônio. O total de proteínas nitrosadas foram determinadas usando a técnica SNO-RAC com modificações. Além disso, foi medido a produção de espécies reativas de oxigênio por meio dos ensaios de DHE e Lucigenina. As concentrações de cGMP também foram medidas na aorta dos ratos. Os tratamentos com Nitrito de sódio ou SNAC reduziram a pressão arterial média (PAM) e a pressão arterial sistólica (PAS). A frequência cardíaca (FC) teve um aumento após o tratamento com Nitrito e SNAC em resposta a hipertensão. As concentrações plasmáticas de nitrito mostraram aumento expressivo no tratamento com Nitrito. Contudo, houve também um ligeiro aumento após o tratamento com o SNAC. Ambos os tratamentos também promoveram aumento nas concentrações plasmáticas de S-nitrosotióis, em especial, com o SNAC. O ensaio de DHE não apresentou diferenças significativas entre os grupos. O tratamento com nitrito e SNAC reduziram a produção de espécies reativas de oxigênio avaliada pelo ensaio de lucigenina. Por fim, não foi obtida evidência de aumento na nitrosação proteica após os tratamentos realizados. Embora o tratamento com L-NAME tenha diminuído as concentrações de cGMP, os tratamentos não produziram aumentos das mesmas. Os grupos tratados mostraram uma redução nas expressão de cGMP. Nossos resultados permitem sugerir que a diminuição da pressão arterial parece ocorrer em proporção aos aumentos das concentrações de RSNO, e não de nitrito plasmático, sendo mais intensa com SNAC do que com o nitrito de sódio comparados em doses equimolares. Não pudemos evidenciar mecanismos associados diferenças na formação de GMPc ou mecanismos antioxidantes, nem quanto a diferenças de nitrosação proteica vascular induzidos pelas duas drogas testadas que poderiam explicar a diferença observada quanto ao efeito hipotensor destas drogas. É possível que aumentos das concentrações de nitrito possam potencializar os efeitos vasodilatadores apresentados por RSNO, como sugerem estudos recentes, explicando assim os achados do presente estudo.
Title in English
Comparative study between S-nitroso-N-acetylcysteine and sodium nitrite regarding their hypotensive effects and vascular biochemical changes
Keywords in English
Hypertension
L-NAME
Nitrite
S-nitrosothiols
Abstract in English
Systemic arterial hypertension (SAH) is a cardiovascular disorder resulting from the chronic increase in blood pressure caused in part by deficient production of nitric oxide (NO) and by the vascular constrictor action mediated by the action of angiotensin II (ANGII). Although there are drug therapies for the treatment of SAH, it is still necessary to research new antihypertensive mechanisms in search of alternative treatment routes. The synthesis of nitric oxide (NO) through the nitrate-nitrite-NO pathway is one of the most studied mechanisms for the control of cardiovascular events caused by SAH, as well as the classical pathway, which deals with the formation of NO through NO synthase enzymes (NOS): endothelial, neuronal and inducible. Protein nitrosation is represented by the addition of a NO group in active centers, causing a post-translational modification capable of altering its function. Such modification may be caused by endogenously formed nitrosothiols (RSNO). However, our study focus is based on a synthetic nitrosothiol, S-nitroso-N-acetylcysteine (SNAC), a product derived from the S-nitrosation of N-acetylcysteine (SNAC). Thus, the hypothesis of this study is that SNAC, compared at an equimolar dose to sodium nitrite, would cause greater reductions in blood pressure than sodium nitrite by promoting greater increases in the plasma concentration of nitrosothiols, increasing the degree of protein nitrosation in the vessels, which which would explain greater antihypertensive effects than those caused by sodium nitrite itself. Normotensive rats were divided into four experimental groups, which received: a) Vehicle (distilled water); b) L-NAME (100mg/kg); c) L-NAME (100mg/kg) + NO2 - 72 µmol/kg; d) L-NAME (100mg/kg) + SNAC 72 µmol/kg. All treatments were performed orally (gavage) once, and after ten minutes the parameters discussed below were evaluated. The animals were submitted to femoral artery cannulation (to measure pressure) and evaluated in the Biopac 4-6 hours after surgery. Plasma samples were analyzed by the chemiluminescence method using ozone. Total nitrosated proteins were determined using the SNO-RAC technique with modifications. In addition, the production of reactive oxygen species was measured through DHE and Lucigenin assays. cGMP concentrations were also measured in the rat aorta. Sodium nitrite or SNAC treatments reduced mean arterial pressure (MAP) and systolic blood pressure (SBP). Heart rate (HR) increased after treatment with Nitrite and SNAC in response to hypertension. Plasma concentrations of nitrite showed a significant increase in treatment with nitrite. However, there was also a slight increase after treatment with SNAC. Both treatments also promoted an increase in plasma concentrations of S-nitrosothiols, especially with SNAC. The DHE assay showed no significant differences between groups. Treatment with nitrite and SNAC reduced the production of reactive oxygen species evaluated by the lucigenin assay. Finally, no evidence of an increase in protein nitrosation was obtained after the treatments performed. Although treatment with L-NAME decreased cGMP concentrations, the treatments did not produce increases in them. Treated groups showed a reduction in cGMP expression. Our results allow us to suggest that the decrease in blood pressure seems to occur in proportion to increases in RSNO concentrations, and not plasma nitrite, being more intense with SNAC than with sodium nitrite compared at equimolar doses. We could not evidence mechanisms associated with differences in cGMP formation or antioxidant mechanisms, nor with differences in vascular protein nitrosation induced by the two tested drugs that could explain the difference observed in the hypotensive effect of these drugs. It is possible that increases in nitrite concentrations may potentiate the vasodilatory effects presented by RSNO, as suggested by recent studies, thus explaining the findings of the present study.
 
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Publishing Date
2022-12-12
 
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