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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2022.tde-11072022-152542
Document
Author
Full name
Aymam Cobo de Figueiredo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Gomes, Fernando Ribeiro (President)
Bícego, Kênia Cardoso
Cruz, André Luis da
Leite, Cléo Alcantara Costa
Title in Portuguese
Efeitos da injeção de LPS, da alimentação e da alimentação contaminada na modulação do sistema imune e endócrino de rãs (Lithobates catesbeianus)
Keywords in Portuguese
alimentação
anura
corticosterona
desafio imune
resposta imune.
Abstract in Portuguese
Tanto em resposta a estímulos imunes, quanto no período absortivo do alimento, o decurso temporal da ativação imune sistêmica e da modulação das concentrações plasmáticas e locais (no trato gastrointestinal, TGI) de hormônios imunomodulatórios como melatonina e glicocorticoides é bem descrito mamíferos. Entretanto, pouco se sabe sobre o decurso temporal da modulação imune e hormonal após a injeção de estímulos imunes e durante o período pós-prandial, assim como após a ingestão de alimento contaminado, em animais ectotérmicos. Assim, os objetivos deste trabalho foram investigar: (1) se ocorre a ativação do sistema imune e modulação hormonal pela injeção de um estímulo imune sistêmico em rãs (Lithobates catesbeianus); (2) o decurso temporal das mudanças hormonais locais (intestino e estômago) e sistêmicas, e da ativação do sistema imune sistêmico durante o período pós-prandial de rãs e serpentes (Boa constrictor) e (3) se ocorre a ativação do sistema imune sistêmico, e modulação hormonal local (estômago e intestino) e sistêmica pela ingestão de alimento contaminado em rãs. Para o objetivo 1, os animais foram divididos em dois grupos, dos quais um grupo recebeu injeção intraperitoneal de lipopolissacarídeo (LPS, 2 mg/kg) e outro grupo recebeu injeção de salina (controle). O sangue dos animais foi coletado 6 h e 24 h após o tratamento e a ativação do sistema imune foi quantificada pelo perfil leucocitário, capacidade bactericida plasmática e atividade fagocítica de leucócitos sanguíneos. Foram medidos ainda as concentrações plasmáticas de corticosterona e melatonina. A injeção intraperitoneal de LPS aumentou a razão neutrófilo/linfócito e a atividade de fagocitose 24 h após o tratamento, além de diminuir as concentrações plasmáticas de melatonina e testosterona, corroborando a ideia de que a injeção de LPS induz a resposta inflamatória sistêmica em rãs. Para o segundo objetivo, as rãs foram alimentadas com ração correspondente a 5% da sua massa corpórea e divididas em cinco grupos: 6 h, 24 h, 48 h, 96 h e 168 h após a alimentação forçada e após a manipulação bucal que mimetizou a alimentação forçada (grupos controle). Já as serpentes foram divididas em dois grupos: alimentadas com camundongos correspondente a 30% da sua massa corpórea e jejum, sendo as amostras tomadas concomitantemente nos dois grupos (48 h após a alimentação do grupo alimentado). As mesmas variáveis do experimento 1 foram mensuradas, mais a concentração de melatonina no TGI (estômago e intestino). A alimentação alterou a razão neutrófilo e heterofilo/linfócito, e as concentrações de corticosterona plasmática dos dois modelos animais, além de diminuir a capacidade bactericida plasmática das rãs. O jejum (grupos controle) ainda aumentou a concentração de melatonina no estômago das rãs e apresentou a mesma tendência no estômago e no intestino das jiboias. Os resultados indicaram que o aumento de corticosterona plasmática pode ser necessário para mobilização de reservas energéticas essenciais para sustentar a digestão do alimento, e que a melatonina talvez possa atuar na proteção dos tecidos durante períodos de jejum. Para o objetivo 3, as rãs foram alimentadas com 2% da sua massa corpórea e divididas em três grupos: alimentadas três vezes com ração esterilizada (luz UV), alimentadas duas vezes com ração esterilizada e uma vez com ração contaminada com bactérias vivas Aeromonas hydrophila (109 UFC/ml), e alimentadas três vezes com ração contaminada com bactérias vivas. Os tecidos foram coletados 24 h após os tratamentos e as mesmas variáveis do experimento 1 foram mensuradas, mais a concentração de corticosterona no TGI (estômago e intestino). Nenhuma das variáveis testadas foi afetada pela ingestão do alimento contaminado, porém as concentrações de corticosterona do estômago tenderam a ser menores no grupo alimentado três vezes com alimento contaminado. Dessa forma, a ingestão de refeição contaminada não foi capaz de provocar disbiose e ativar respostas inflamatórias sistêmica. No entanto, a tendência de diminuição das concentrações de corticosterona no estômago possivelmente contribui para prevenir a transmigração da bactéria para órgãos fora do TGI e para permitir a montagem de respostas inflamatórias e imunológicas locais.
Title in English
Effects of LPS injection, meal intake and contaminated meal intake on immune and endocrine modulation in bullfrogs (Lithobates catesbeianus)
Keywords in English
anura
corticosterone
feeding
immune challenge
immune response
Abstract in English
Both in response to immune stimulus and in the meal absorptive period, the time course of systemic immune activation and modulation of plasma and local levels (in the gastrointestinal tract, GIT) of immunomodulatory hormones such as melatonin and glucocorticoids, is well described to mammals. However, little is known about the time course of immune and hormonal modulation after injection of immune stimulus and during the postprandial period, as well as after contaminated meal intake, in ectothermic animals. Thus, the aims of this study were investigate: (1) if the activation of the immune system and hormonal modulation occurs due to the injection of a systemic immune stimulus in bullfrogs (Lithobates catesbeianus); (2) the time course of GIT (intestine and stomach) and systemic hormonal modulation and activation of the systemic immune system during the postprandial period of bullfrogs and snakes (Boa constrictor); and (3) if systemic immune activation and GIT (stomach and intestine) and systemic hormonal modulation occurs due to the contaminated meal intake in bullfrogs. For aim 1, the animals were divided into two groups. One group received an intraperitoneal injection of lipopolysaccharide (LPS, 2 mg/kg) and the other group received an intraperitoneal saline injection (control group). Animals' blood was collected 6 h and 24 h after treatment and the immune system activation was quantified by the leukocyte profile, plasma bacterial killing ability and phagocytic activity of blood leukocytes. Plasma levels of corticosterone and melatonin were also quantified. Intraperitoneal injection of LPS increased the neutrophil/lymphocyte ratio and phagocytosis activity 24 h after treatment and decreased melatonin and testosterone plasma levels, supporting the idea that LPS injection induces a systemic inflammatory response in bullfrogs. For the second aim, the bullfrogs were fed with fish feed (5% of their body mass) and divided into five groups: 6 h, 24 h, 48 h, 96 h and 168 h after forced feeding and after oral manipulation that mimicked forced feeding (control groups). Snakes were divided into two groups: fed with mice (30% of their body mass) and fasting, with samples taken concomitantly in both groups (48 h after feeding of fed group). The same variables as in experiment 1 were measured, plus melatonin levels in the GIT (stomach and intestine). Feeding altered the neutrophil and the heterophil/lymphocyte ratio, and the plasma corticosterone levels in both animal models, in addition to decreasing plasma bacterial killing ability in the bullfrogs. Fasting (control groups) also increased melatonin levels in the stomach of bullfrogs and showed the same trend in the stomach and intestine of the boas. These results indicated that increased plasma corticosterone levels may be necessary to mobilize energy reserves essential to support meal digestion, and that melatonin may act protecting tissues during periods of fasting. For aim 3, the bullfrogs were fed with fish feed (2% of their body mass) and divided into three groups: fed three times with sterilized feed (UV light), fed twice with sterilized feed and once with feed contaminated with live bacteria Aeromonas hydrophila (109 CFU/ml), and fed three times with feed contaminated with live bacteria. Tissues were collected 24 h after treatments and the same variables as in experiment 1 were measured, plus the corticosterone levels in the GIT (stomach and intestine). None of the variables was affected by contaminated meal intake. However, stomach corticosterone levels tended to be lower in the group fed three times with contaminated feed. Thus, ingestion of contaminated meal was not able to provoke dysbiosis and activate systemic inflammatory responses. However, the tendency of decreasing corticosterone levels in the stomach possibly contributes to preventing the transmigration of the bacteria to organs outside the GIT, besides to allow the mounting of local (GIT) inflammatory and immune responses.
 
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Release Date
2024-05-11
Publishing Date
2022-07-19
 
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