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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2023.tde-05012024-123507
Documento
Autor
Nome completo
Renato Corrêa Nogueira
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2023
Orientador
Banca examinadora
Santos, Jose Eduardo Tanus dos (Presidente)
Leiria, Luiz Osório Silveira
Moreno Junior, Heitor
Simões, Marcus Vinícius
Título em português
Efeitos deletérios da interferência no ciclo êntero-salivar do nitrato/nitrito sobre o aparelho cardiovascular
Palavras-chave em português
Metaloproteinases de matriz
Nitrito de sódio
Nitrosotióis
Omeprazol
Resumo em português
O tratamento com nitrito via oral apresenta resultados benéficos para a homeostase cardiovascular em vários acometimentos, entre eles a doença cardíaca isquêmica (DCI). Isso se deve ao fato de que o nitrito participa da via alternativa de formação do óxido nítrico (NO), denominada via nitrato-nitrito-NO. Esta via depende de bactérias orais redutoras de nitrato e do ambiente ácido do estômago, resultando tanto na formação de NO, quanto na de espécies nitrosiladas como S-nitrosotióis, que são potentes agentes nitrosantes capazes de agir como doadores de NO e de nitrosilar proteínas por transnitrosilação. Alguns estudos demonstraram que o tratamento ou a suplementação dietética com nitrito estabelecem um efeito citoprotetor e cardioprotetor contra lesão por isquemia e reperfusão (I/R) no miocárdio, tendo esse efeito ocorrido em consonância com um aumento nos níveis plasmáticos de nitrosotióis, acompanhado por aumento da conversão de nitrito em NO e da nitrosilação de proteínas. Esta proteção se dá de forma independente da enzima óxido nítrico sintase (NOS), a qual compõe a via clássica de formação de NO, sugerindo que o efeito protetor ocorra com a participação da via nitrato-nitrito-NO. Nesta via o pH gástrico é um fator determinante, portanto o tratamento com omeprazol, por aumentar o pH e alterar as reações químicas que acontecem no estômago, atenua a formação de S-nitrosotióis e a nitrosilação proteica cardiovascular, fatores que foram demonstrados como importantes para o efeito protetor do nitrito oral na lesão por isquemia/reperfusão. Em vista disto, o objetivo do trabalho foi determinar se o tratamento com omeprazol inibe os aumentos das concentrações circulantes de Snitrosotióis e consequentemente da nitrosação proteica miocárdica após tratamento com nitrito oral, bem como verificar se esta inibição resulta em perda da proteção pelo nitrito contra a disfunção miocárdica e outras alterações bioquímicas induzida pela lesão por I/R miocárdica. Para tal, ratos foram submetidos ao modelo de indução da lesão ou cirurgia fictícia, e foram realizados tratamentos com nitrito de sódio e omeprazol, resultando nos seguintes grupos de tratamento: S+V; S+O; S+Nvo; S+Nip; S+O+Nvo; S+O+Nip; I/R + V; I/R + O; I/R + Nvo; I/R + Nip; I/R + O + Nvo; I/R + O + Nip; onde S representa os animais Sham, I/R representa animais com lesão por isquemia/reperfusão, V representa o tratamento com veículo, O representa o tratamento com omeprazol, enquanto Nvo e Nip representam os tratamentos com nitrito por via oral e intraperitoneal respectivamente. Após a indução de I/R e tratamento, foi realizada uma avaliação funcional da relação Pressão-Volume do ventrículo esquerdo, em seguida, sangue arterial foi coletado e centrifugado (3.000 rpm, 6 minutos, 4°C) e os animais foram eutanasiados com uma supradose intravenosa de cetamina e xilazina (160 mg/kg e 30 mg/kg respectivamente). Por fim, foram coletadas amostras teciduais para os ensaios bioquímicos, onde foi realizada a determinação da concentração plasmática e cardíaca de nitrito e espécies nitrosiladas, análises in situ de atividade de metaloproteinases de matriz (MMPs) e produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) por DHE, zimografia em gel para avaliar níveis e atividade de MMP-2 e -9, e quantificação de área de infarto. Os resultados funcionais e bioquímicos foram analisados por análise de variância de dois fatores (two way ANOVA) seguida por pós-teste de Bonferroni. Os protocolos de experimentação animal foram aprovados pela comissão de ética do campus da USP de Ribeirão Preto, registrado sob o número de protocolo 243/2019. Os resultados demonstraram que a lesão por I/R reduz alguns parâmetros de funcionalidade cardíaca, bem como aumenta o estresse oxidativo e a atividade MMPs no miocárdio, enquanto o tratamento com nitrito atenua a magnitude destes efeitos bem como diminui a área de infarto. O tratamento com omeprazol diminui o efeito benéfico do nitrito oral sobre os níveis plasmáticos de S-nitrosotióis na lesão por I/R. Este mesmo padrão de resultado foi encontrado na análise de produção de EROs e na atividade de MMPs in situ, onde a administração de nitrito reduz estes parâmetros, enquanto o pré-tratamento com omeprazol inibe tal efeito benéfico do nitrito oral. Em suma, este estudo sugere que o tratamento com omeprazol, por interferir na acidez estomacal e consequentemente, na via nitrato-nitrito-NO, inibe efeitos cardioprotetores providos pelo tratamento com nitrito de sódio via oral na lesão por isquemia/reperfusão.
Título em inglês
Deleterious effects of interfering with the nitrate/nitrite enterosalivary cycle on the cardiovascular system
Palavras-chave em inglês
Matrix metalloproteinases
Nitrosothiols
Omeprazole
Sodium nitrite
Resumo em inglês
Oral treatment with sodium nitrite provides benefits to cardiovascular homeostasis in several outcomes, the ischemic heart disease (IHD) is one of them. This happens due to the participation of nitrite in the alternative nitric oxide (NO) formation pathway, named nitrate-nitrite-NO. The success of this pathway is dependent on the oral commensal nitrate-reducing bacteria and on the acidic environment of the stomach, yielding not only NO, but also nitroso species such as S-nitrosothiols, which are potent nitrosating agents able to donate NO and nitros(yl)ate other proteins by thansnitrosilation. Some studies showed that the treatment or dietary supplementation with nitrite establishes a cito- and cardioprotective effect against ischemia and reperfusion injury (I/R) in the myocardium, which happens in parallel to increased plasmatic levels of nitrosothiols, enhanced conversion of nitrite to NO, and formation of nitrosylated proteins. This protective effect was established in a nitric oxide synthase (NOS) independent manner, suggesting that the participation of the nitrate-nitrite-NO pathway. Since the gastric pH is a crucial factor in this pathway, treatment with omeprazole, by elevating pH and changing chemical reactions that happens in the stomach, blunts the formation of S-nitrosothiols and protein nitrosylation, processes that were showed to be important in the protective effect of oral administrated nitrite against ischemia/reperfusion injury. The aim of this study was to determine whether omeprazole treatment inhibits the circulating levels of S-nitrosothiols and the myocardial protein nitrosylation by consequence, but also, to verify whether those alterations entail loss of the protection provided by oral nitrite against the myocardial dysfunction and other biochemical alterations derived from I/R injury. Therefore, male rats were subjected to myocardial ischemia/reperfusion injury or sham surgery, and then treatments with omeprazole or sodium nitrite were performed, resulting in the following treatment groups: S+V; S+O; S+Nvo; S+Nip; S+O+Nop; S+O+Nip; I/R + V; I/R + O; I/R + Nop; I/R + Nip; I/R + O + Nop; I/R + O + Nip; S represents the Sham animals, I/R represents animals subjected to the ischemia/reperfusion injury model, V represents the treatment with vehicle, O represents treatment with omeprazole, Nop and Nip represents the treatment with sodium nitrite performed by oral pathway or via intraperitoneal injection, respectively. After induction of the I/R experimental model and treatments, myocardial functional evaluation was assessed by analysis of the Pressure-Volume relationship in the left ventricle, then arterial blood was collected and centrifuged (3000 rpm, 6 min, 4°C), and the animals were euthanised by overdose of ketamin/xilazin (160 mg/kg / 30 mg/kg) intravenous injection. Tissue samples were collected to perform biochemical assays, such as determination of the nitrite and nitrosylated species concentration in plasma and heart, in situ analysis of matrix metalloproteinases (MMPs) activity and reactive oxygen species (ROS) production using DHE, gelatin zymoghaphy to assess levels and activity of MMP-2 and -9, and infarct area quantification. Functional and biochemical results were examined by two-way analysis of variance (ANOVA) followed by Bonferroni's multiple comparison test. The animal experimental protocol was approved by the ethical committee for animal use from USP campus in Ribeirao Preto, being registered under the protocol number 243/2019. Our results show that I/R injury decreases some cardiac functional parameters and increases oxidative stress and MMPs activity in the cardiac tissue, whilst the treatment with sodium nitrite attenuates those detrimental effects magnitude and reduces the infarct area. Treatment with omeprazole diminishes the beneficial effects of oral nitrite over plasmatic levels of nitrite and nitrosothiols. This same response was observed on the analysis of ROS production and MMPs activity in situ, where nitrite blunted these harmful responses and pretreatment with omeprazole inhibited exclusively the beneficial effect of the orally administrated sodium nitrite. Thus, the present study suggests that the treatment with omeprazole, by interfering with the gastric acidic status, therefore with the nitrate-nitrite-NO pathway, inhibits cardioprotective effects derived from the treatment with oral sodium nitrite on ischemia/reperfusion injury.
 
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Data de Liberação
2025-09-12
Data de Publicação
2024-03-20
 
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