Efeitos da irradiação por laser de baixa potencia sobre a patogenese das alterações mionecroticas induzidas pelo veneno bruto de Bothrops moojeni
Doroty Mesquita Dourado
TESE
Português
(Broch.)
T/UNICAMP D748e
[Effects of low-power laser irradiation on the pathogenesis of myonecrotic alterations induced by Bothrops moojeni snake venom]
Campinas, SP : [s.n.], 2006.
187f. : il.
Orientador: Maria Alice da Cruz Hofling
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Resumo: O estudo de substâncias naturais visa não só a caracterização dos seus princípios ativos e efeitos biológicos, mas também a compreensão de fenômenos patofisiológicos que muitas vezes são reproduzidos experimentalmente por essas substâncias. Dentre estas, nos países de clima tropical, os...
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Resumo: O estudo de substâncias naturais visa não só a caracterização dos seus princípios ativos e efeitos biológicos, mas também a compreensão de fenômenos patofisiológicos que muitas vezes são reproduzidos experimentalmente por essas substâncias. Dentre estas, nos países de clima tropical, os venenos ofídicos merecem importância particular pela riqueza de constituintes farmacologicamente ativos e pela freqüência dos acidentes causados por picada de serpentes venenosas, particularmente abundantes em países tropicais. No Brasil, esses acidentes adquirem relevância em termos de saúde pública porque podem causar graves alterações sistêmicas e no local da picada, sendo o gênero Bothrops responsável por 90% deles. Neste trabalho, as alterações patológicas locais e sistêmicas (mionecrose, edema e hemorragia) induzidas pela injeção intramuscular (i.m.) do veneno de Bothrops moojeni (40 µg/mL, 0,1 ml/100 g do peso do animal) em camundogos foram estudadas histologicamente, através da contagem de capilares e pela imunomarcação do fator de crescimento endotelial de vasos (VEGF) no músculo gastrocnêmio e pelas alterações nos níveis séricos das enzimas creatino kinase (CK), fosfatase ácida (AcPase), fosfatase alcalina (AlkPase), desidrogenase lática (LDH), transaminase oxalo-acética (AST) e da proteína mioglobina ao longo de 3, 12, 24 horas, 3, 7 e 21 dias (n = 5/período) após o envenenamento. Os efeitos de protocolos de irradiação por lasers de baixa potência, HeNe (632,8 nm) e o diodo AsGa (904 nm), ambos com densidade de energia de 4 J/cm², sobre esses parâmetros foram avaliados. A primeira sessão de irradiação foi administrada logo após a injeção i.m. do veneno e depois a cada 24 h, de forma que o número de irradiações feito foi uma, uma, duas, 4, 8 e 22, respectivamente, incididas perpendicularmente no local da injeção por 120 s (HeNe) e 18,3 s (GaAs) de duração de cada sessão. Para as dosagens de LDH, AST e mioglobina o tempo zero, sem irradiação foi acrescentado. Os resultados foram comparados com animais controles, injetados com solução salina estéril (0,9%). Morfologicamente, o veneno produziu imediata série de alterações, a qualidade das quais mostrou-se semelhante das 3 às 24 h (pós-injeção) p.i., porém com aumento do número de células mionecróticas e de infiltrado inflamatório. A fase regenerativa iniciada 3 d p.i., mostrou crescente número de fibras em regeneração, decrescente número de fibras degeneradas e substituição de polimorfos nuclerares por população de macrófagos. Histologicamente, a irradiação pelo HeNe atenuou as alterações iniciais (3 h), porém a do AsGa foi mais efetiva em longo prazo (21 d), induzindo ao maior número de miotubos e à melhor citoarquitetura do tecido. A contagem do número de vasos sangüíneos no local e vizinhanças da lesão, mostrou que o grupo tratado com veneno e não irradiado com laser de baixa energia teve diminuição do número médio de capilares na área afetada, e que a irradiação laser acelerou a neovascularização, sendo o HeNe mais eficaz do que o AsGa. Os resultados também mostraram que o VEGF e seus receptores foram expressos em parte dos neutrófilos, em esparsas células satélites nos períodos iniciais do envenenamento (3 ¿ 24 h), nos capilares das áreas periféricas à lesão, e nos interstícios de fibras em degeneração. A irradiação com HeNe induziu o aparecimento desse marcador nos polimorfonucleares, mas o AsGa aboliu a positividade a eles. O HeNe promoveu a expressão de VEGF nos capilares dos tendões e nas células musculares intactas. Aos 7 d p.i., na região das fibras regenerativas a irradiação com HeNe levou ao aparecimento de positividade em células do
interstício semelhantes a fibroblastos, além de marcação em células ¿satélites¿ de miotubos em formação. A irradiação por ambos os lasers induziu também o aparecimento de VEGF positivo nos fibroblastos do tendão que atravessava o músculo, nas camadas média e adventícia de pequenas artérias e veias e nos fusos neuromusculares, além do interstício dos ramos nervosos intramusculares, principalmente nos períodos de 7 e 21 dias. Os resultados da análise das enzimas mostraram que a irradiação pelo laser HeNe reduziu marcadamente
a atividade de CK de 3 h até 7 dias, enquanto o laser AsGa de 12 h até 21 dias p.i. A atividade da AcPase aumentou dramaticamente às 12 h p.i., após o que houve um declínio que foi mais acentuado com o laser AsGa. A irradiação com o laser HeNe induziu aumento gradual da atividade de AlkPase até 24 h e então diminuiu-a, ao passo que o laser AsGa causou um extraordinário aumento entre 12 h e 24 h, mantendo diferença signifitiva em relação ao grupo veneno de camundongos não irradiados. A irradiação com HeNe não foi eficaz em diminuir os níveis de LDH, ao invés foi prejudicial elevando os seus níveis em diferentes momentos. Já a irradiação com AsGa foi eficaz em diminuir significativamente os níveis da enzima ao longo de todos os períodos observados. Com relação a AST, a irradiação com HeNe foi eficaz em diminuir os níveis da enzima apenas às 3 h p.i., após o que teve efeitos deletérios. Por outro lado, a irradiação com AsGa não foi eficaz em diminuir os níveis de AST, exceto aos 7 dias, quando houve redução significativa de16,6%. Os níveis elevados de mioglobina sérica causados pelo veneno de B. moojeni, foram diminuídos significativamente com o laser AsGa das 12 h p.i. até os 7 d, ao passo que o HeNe só mostrou eficácia dos 3 aos 7 d p.i. O grupo de camundongos injetados com solução salina não mostrou nenhuma diferença significante em todos os tempos analisados para esses parâmetros. Concluímos que a terapia laser de baixa energia, arsenieto de Gálio aplicada localmente é capaz de alterar o conteúdo sérico de biomarcadores de dano da fibra muscular (CK e mioglobina), como também de marcadores de alterações sistêmicas, como o laser HeNe foi eficaz para aumentar a quantidade de vasos sanguíneos no tecido lesado. A
fotoestimulação promovida pela irradiação com laser de baixa energia pode alterar favoravelmente indicadores de alterações locais e sistêmicas causadas por envenenamento por Bothrops moojeni, apontando esse recurso como promissor na recuperação do músculo afetado e nos distúrbios sistêmicos advindos Ver menos
interstício semelhantes a fibroblastos, além de marcação em células ¿satélites¿ de miotubos em formação. A irradiação por ambos os lasers induziu também o aparecimento de VEGF positivo nos fibroblastos do tendão que atravessava o músculo, nas camadas média e adventícia de pequenas artérias e veias e nos fusos neuromusculares, além do interstício dos ramos nervosos intramusculares, principalmente nos períodos de 7 e 21 dias. Os resultados da análise das enzimas mostraram que a irradiação pelo laser HeNe reduziu marcadamente
a atividade de CK de 3 h até 7 dias, enquanto o laser AsGa de 12 h até 21 dias p.i. A atividade da AcPase aumentou dramaticamente às 12 h p.i., após o que houve um declínio que foi mais acentuado com o laser AsGa. A irradiação com o laser HeNe induziu aumento gradual da atividade de AlkPase até 24 h e então diminuiu-a, ao passo que o laser AsGa causou um extraordinário aumento entre 12 h e 24 h, mantendo diferença signifitiva em relação ao grupo veneno de camundongos não irradiados. A irradiação com HeNe não foi eficaz em diminuir os níveis de LDH, ao invés foi prejudicial elevando os seus níveis em diferentes momentos. Já a irradiação com AsGa foi eficaz em diminuir significativamente os níveis da enzima ao longo de todos os períodos observados. Com relação a AST, a irradiação com HeNe foi eficaz em diminuir os níveis da enzima apenas às 3 h p.i., após o que teve efeitos deletérios. Por outro lado, a irradiação com AsGa não foi eficaz em diminuir os níveis de AST, exceto aos 7 dias, quando houve redução significativa de16,6%. Os níveis elevados de mioglobina sérica causados pelo veneno de B. moojeni, foram diminuídos significativamente com o laser AsGa das 12 h p.i. até os 7 d, ao passo que o HeNe só mostrou eficácia dos 3 aos 7 d p.i. O grupo de camundongos injetados com solução salina não mostrou nenhuma diferença significante em todos os tempos analisados para esses parâmetros. Concluímos que a terapia laser de baixa energia, arsenieto de Gálio aplicada localmente é capaz de alterar o conteúdo sérico de biomarcadores de dano da fibra muscular (CK e mioglobina), como também de marcadores de alterações sistêmicas, como o laser HeNe foi eficaz para aumentar a quantidade de vasos sanguíneos no tecido lesado. A
fotoestimulação promovida pela irradiação com laser de baixa energia pode alterar favoravelmente indicadores de alterações locais e sistêmicas causadas por envenenamento por Bothrops moojeni, apontando esse recurso como promissor na recuperação do músculo afetado e nos distúrbios sistêmicos advindos Ver menos
Abstract: The study of natural substances aims not only characterization of its active principles and biological effects, but also the comprehension of pathophysiologic phenomena that frequently are reproduced experimentally by these substances. Among these substances, snake venoms deserve special...
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Abstract: The study of natural substances aims not only characterization of its active principles and biological effects, but also the comprehension of pathophysiologic phenomena that frequently are reproduced experimentally by these substances. Among these substances, snake venoms deserve special importance for the richness of pharmacologically active components and the frequency of accidents caused by venomous snake bites, particularly
abundant in tropical countries. In Brazil these accidents acquires relevance in terms of public health because they may cause severe systemic and local alterations, being the Bothrops genus responsible for 90% of them. In this work, the pathologic local and systemic alterations induced by the intramuscular (i.m.) injection of Bothrops moojeni venom (40 µg/mL, 0.1 ml/100 g of animal weight) in mice were studied histologically, by capillary counting, immunolabeling of the vascular endothelial growth factor (VEGF) in the gatrocnemius and by the changes of creatinekinase (CK), acid phosphatase (AcPase), alkaline phosphatase (AlkPase), lactic acid desidrogenase (LDH), transaminase oxaloacética (TGO) and mioglobin serum levels at 3, 12, 24 hours, 3, 7 and 21 days (n =
5/period) after envenoming. The effects of protocols of irradiation using low potency lasers, HeNe (632.8 nm) and GaAs diode (904 nm), both with a energy density of 4 J/cm-2, on these parameters were evaluated. The first section of irradiation was administered soon after the i.m. injection of venom and then at each 24 h interval, in such a way that the number of irradiations done were one, one, two, 4, 8 and 22, respectively, applied perpendicularly right at the injection site during 120 s (HeNe) and 18.3 s (GaAs) duration for each session. For determination of LDH, TGO and mioglobin, a zero time without irradiation was added. The results were compared with control animals, injected with sterile saline (0.9%). Morphologically, the venom produced a immediate series of changes, the quality of which were similar from 3 to 24 h p.i., but with a progressive number of
myonecrotic fibers and inflammatory infiltrate. The regenerative phase starting at day 3, showed a crescent number of regenerating and decreasing number of degenerated fibers with polymorphonuclear cells being replaced by macrophages. Histolgically, HeNe irradiation attenuated the first stages of degeneration (3 h), but GaAs¿s was more effective considering the whole period of observations (21 d), leading to the presence of higher
number of miotubes and better cytoarchitecture of the tissue. The counting of capillaries at the site and periphery of lesion showed that the venom-injected unirradiated mice had a decrease in the average number of capillaries, and that laser irradiation accelerated the neovascularization, being HeNe more efficient than GaAs. The results also showed that VEGF and its receptors were expressed in a parcel of neutrophils, in sparce satellite cells in
the initial periods of the envenoming (3 ¿ 24 h), in capillaries of the periphery of lesion and in the middle of the degenerating fibers. The irradiation with HeNe induced enhancement of VEGF expression in the neutrophils, but the GaAs abolished it. HeNe also promoted VEGF expression in the tendon capillaries and intact skeletal muscles. At 7 d p.i., VEGFlabeled fibroblast-like cells were seen in the regenerative region, as well as ¿satellite¿-like
cells around developing miotubes after irradiation with HeNe. The irradiation by both lasers also induced VEGF positivity in tenocytes, in smooth muscle cells of blood vessels, in adventitia layer, in neuromuscular spindle and in the interstices of intramuscular nerves in the periods from 7 to 21 days p.i.. The results from serum enzymes showed that HeNe irradiation reduced markedly CK activity from 3 h to 7 days, whereas GaAs reduced it from
12 h to 21 days p.i.. AcPase activity increased dramatically at 12 h p.i. after which there was decline, which was more accentuated with laser GaAs. HeNe irradiation induced a gradual increase of AlkPase activity until 24 h p.i., followed by decrease, whereas GaAs caused an extraordinary increase between 12-24 h, maintaining a significant difference in comparison to the venom unirradiated mice. The irradiation with HeNe was not efficient in
decrease the LDH levels; on the contrary, it was deleterious, elevating their levels. Conversely, the irradiation with GaAs was efficient in decrease significantly the enzyme levels during all observed periods. In regard to TGO, the irradiation with HeNe was efficient in diminishing the enzyme levels in the initial 3 h p.i., after which it was
deleterious. On the other hand, irradiation with GaAs was not effective in minimizing AST serum levels, except at day 7 when there was a significant 16.6% reduction. The high mioglobin serum levels induced by B. moojen venom, significantly declined with GaAs from 12 h to 7 d p.i., while HeNe irradiation showed efficacy between 3-7 days p.i. The group of mice injected (I.m.) with sterile saline did not show any significant difference in
all periods analyzed for these parameters. We conclude that therapy with low potency laser applied locally is capable of alter the serum content of muscle damage biomarkers (CK and myoglobin), as well markers of systemic alterations. The photostimulation promoted by low energy laser irradiation can alter favorably markers of local and systemic alterations caused by Bothrops moojeni snake envenoming, suggesting this approach as a promising resource for recovery of affected muscle as well as in the resulting systemic disturbances.
Key-words: B. moojeni, CK, seric enzymes, morphometry, VEGF, laser irradiation Ver menos
abundant in tropical countries. In Brazil these accidents acquires relevance in terms of public health because they may cause severe systemic and local alterations, being the Bothrops genus responsible for 90% of them. In this work, the pathologic local and systemic alterations induced by the intramuscular (i.m.) injection of Bothrops moojeni venom (40 µg/mL, 0.1 ml/100 g of animal weight) in mice were studied histologically, by capillary counting, immunolabeling of the vascular endothelial growth factor (VEGF) in the gatrocnemius and by the changes of creatinekinase (CK), acid phosphatase (AcPase), alkaline phosphatase (AlkPase), lactic acid desidrogenase (LDH), transaminase oxaloacética (TGO) and mioglobin serum levels at 3, 12, 24 hours, 3, 7 and 21 days (n =
5/period) after envenoming. The effects of protocols of irradiation using low potency lasers, HeNe (632.8 nm) and GaAs diode (904 nm), both with a energy density of 4 J/cm-2, on these parameters were evaluated. The first section of irradiation was administered soon after the i.m. injection of venom and then at each 24 h interval, in such a way that the number of irradiations done were one, one, two, 4, 8 and 22, respectively, applied perpendicularly right at the injection site during 120 s (HeNe) and 18.3 s (GaAs) duration for each session. For determination of LDH, TGO and mioglobin, a zero time without irradiation was added. The results were compared with control animals, injected with sterile saline (0.9%). Morphologically, the venom produced a immediate series of changes, the quality of which were similar from 3 to 24 h p.i., but with a progressive number of
myonecrotic fibers and inflammatory infiltrate. The regenerative phase starting at day 3, showed a crescent number of regenerating and decreasing number of degenerated fibers with polymorphonuclear cells being replaced by macrophages. Histolgically, HeNe irradiation attenuated the first stages of degeneration (3 h), but GaAs¿s was more effective considering the whole period of observations (21 d), leading to the presence of higher
number of miotubes and better cytoarchitecture of the tissue. The counting of capillaries at the site and periphery of lesion showed that the venom-injected unirradiated mice had a decrease in the average number of capillaries, and that laser irradiation accelerated the neovascularization, being HeNe more efficient than GaAs. The results also showed that VEGF and its receptors were expressed in a parcel of neutrophils, in sparce satellite cells in
the initial periods of the envenoming (3 ¿ 24 h), in capillaries of the periphery of lesion and in the middle of the degenerating fibers. The irradiation with HeNe induced enhancement of VEGF expression in the neutrophils, but the GaAs abolished it. HeNe also promoted VEGF expression in the tendon capillaries and intact skeletal muscles. At 7 d p.i., VEGFlabeled fibroblast-like cells were seen in the regenerative region, as well as ¿satellite¿-like
cells around developing miotubes after irradiation with HeNe. The irradiation by both lasers also induced VEGF positivity in tenocytes, in smooth muscle cells of blood vessels, in adventitia layer, in neuromuscular spindle and in the interstices of intramuscular nerves in the periods from 7 to 21 days p.i.. The results from serum enzymes showed that HeNe irradiation reduced markedly CK activity from 3 h to 7 days, whereas GaAs reduced it from
12 h to 21 days p.i.. AcPase activity increased dramatically at 12 h p.i. after which there was decline, which was more accentuated with laser GaAs. HeNe irradiation induced a gradual increase of AlkPase activity until 24 h p.i., followed by decrease, whereas GaAs caused an extraordinary increase between 12-24 h, maintaining a significant difference in comparison to the venom unirradiated mice. The irradiation with HeNe was not efficient in
decrease the LDH levels; on the contrary, it was deleterious, elevating their levels. Conversely, the irradiation with GaAs was efficient in decrease significantly the enzyme levels during all observed periods. In regard to TGO, the irradiation with HeNe was efficient in diminishing the enzyme levels in the initial 3 h p.i., after which it was
deleterious. On the other hand, irradiation with GaAs was not effective in minimizing AST serum levels, except at day 7 when there was a significant 16.6% reduction. The high mioglobin serum levels induced by B. moojen venom, significantly declined with GaAs from 12 h to 7 d p.i., while HeNe irradiation showed efficacy between 3-7 days p.i. The group of mice injected (I.m.) with sterile saline did not show any significant difference in
all periods analyzed for these parameters. We conclude that therapy with low potency laser applied locally is capable of alter the serum content of muscle damage biomarkers (CK and myoglobin), as well markers of systemic alterations. The photostimulation promoted by low energy laser irradiation can alter favorably markers of local and systemic alterations caused by Bothrops moojeni snake envenoming, suggesting this approach as a promising resource for recovery of affected muscle as well as in the resulting systemic disturbances.
Key-words: B. moojeni, CK, seric enzymes, morphometry, VEGF, laser irradiation Ver menos
Cruz-Hofling, Maria Alice da, 1944-
Orientador
Cogo, José Carlos
Avaliador
Carvalho, Paulo de Tarso Camillo de
Avaliador
Verinaud, Liana Maria Cardoso, 1959-
Avaliador
Marques, Maria Julia, 1961-
Avaliador
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