Avaliação in vitro e in vivo dos efeitos da intoxicação aguda com o inseticida organofosforado, clorpirifós, e da eficácia do tratamento farmacológico empregado na intoxicação sobre a modulação cardiorrespiratória tônica e reflexa

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dc.contributor.advisor-co1Harres, Vanessa Beijamini
dc.contributor.advisor1Sampaio, Karla Nívea
dc.contributor.authorFelippe, Igor Simões Assunção
dc.contributor.referee1Paton, Julian Francis Richmond
dc.contributor.referee2Silva, Valdo José Dias da
dc.date.accessioned2018-08-01T23:27:53Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T23:27:53Z
dc.date.issued2017-08-08
dc.description.abstractIn Brazil, the usage of agrochemicals has grown significantly in recent years, making the country one of the world leaders in consumption. Organophosphates (OFs) have been associated with cardiovascular diseases and intoxication induced by these compounds has a high mortality rate. Previous studies from our laboratory have shown that acute exposure to an OP compound, chlorpyrifos (CPF), in rats impairs the cardiovascular responses of the baroreflex and chemoreflex. However, it was not possible to address in this study the effects induced by the exposure to this compound on the respiratory function, despite the important modulation that the cardiovascular reflexes, particularly the chemoreflex, exert on respiratory parameters. Considering that the cardiorespiratory function plays a major role in the survival of intoxicated individuals, it seems of pivotal importance the development of detailed studies, using in vitro and in vivo approaches, to investigate the effects of CPF exposure on the tonic and reflex cardiorespiratory modulation. Additionally, the present controversy surrounding the standard treatment adopted in OP intoxication and the absence of studies focusing on antidote treatment and restoration of OPinduced cardiovascular damage, further reinforces the importance of studies in the field. In the present study, in vitro and in vivo protocols were used to evaluate the effects of acute intoxication with CPF on tonic and reflex cardiorespiratory activity and to evaluate whether the pharmacological treatment with the antidotes atropine (ATR) and pralidoxime (2-PAM) was capable of reversing the damage on the chemoreflex function previously observed. Two groups (CPF and control) were submitted to the in vitro protocol involving the working heart-brain stem preparation (WHBP). In this preparation, basal activities of the phrenic (PNA), recurrent laryngeal (RLN) and thoracic sympathetic (tSNA) nerves, in addition to heart rate and perfusion pressure were recorded. Associated with these recordings, in situ activation of the chemoreflex and baroreflex was also performed, followed by procedures of bilateral vagotomy and blockade with atenolol and hexamethonium. In the in vivo model, animals were grouped according to different combinations of treatments with CPF, ATR and 2-PAM. Twenty-four hours after treatment, activation and records of the chemoreflex function were performed. The presence of intoxication signs, ataxia, tremor and sialorrhea, was evaluated along three hours after receiving injections of CPF or saline; and after the treatment with ATR and/or 2-PAM. For both in vitro and in vivo models, the activities of plasma butyrylcholinesterase (BuChE) and cerebral acetylcholinesterase (AChE) in the brainstem were quantified. Additionally, in the in vivo protocol, punchs of brain stem sections containing the nucleus ambiguous, rostral ventrolateral medulla (RVLM), the pre-Bötzinger complex (preBöTC) and the nucleus of the solitary tract (NTS) were collected for individualized quantification of cerebral AChE activity. Our data showed that acute exposure to CPF led to impairment of the chemoreflex responses either in the in vitro or in vivo models. Additionally in the in vitro study, an impairment of baroreflex function was also observed, indicated by the reduced reflex-induced inhibition of the sympathetic activity in poisoned animals. Concerning the respiratory function in the WHBP, a reduction in the amplitude of PNA and of the RLN post-inspiratory discharge was also observed in intoxicated animals when compared to the control group. CPF poisoned animals also presented a higher tachycardia following vagal section when compared to control group. Blockade with hexamethonium induced an increase in perfusion pressure of CPF intoxicated animals. In the in vivo model, treatment with the antidotes, ATR and 2-PAM, induced differentiated effects on chemoreflex responses in intoxicated animals. Treatment with 2-PAM restored the impairment of the chemoreflex-induced hypertension observed in CPF intoxicated animals. On the other hand, treatment with atropine attenuated the impairment of the bradycardic response of the chemoreflex observed in poisoned animals. Both treatments seemed to exert a protective effect on the tachypneic response of the chemoreflex. All CPF intoxicated animals showed a marked inhibition of the plasma butyrylcholinesterase and acetylcholinesterase activities either in the brainstem or in the isolated punchs. CPF animals also exhibited signs of acute intoxication, which were attenuated or abolished by the antidote treatments. Our data indicate that CPF intoxication induces an impairment of the chemo and baroreflex responses and that the antidote treatment seems to partially restore the damage observed in the cardiorespiratory function.eng
dc.description.resumoNo Brasil, o uso de agrotóxicos cresceu bastante nos últimos anos, tornando o país um dos líderes mundiais em seu consumo. Os organofosforados (OFs) têm sido associados a doenças cardiovasculares e a intoxicação por esses compostos apresenta uma alta taxa de mortalidade. Estudos anteriores de nosso laboratório demonstraram prejuízos nas respostas reflexas do barorreflexo e do quimioreflexo em ratos expostos agudamente a um composto OF, o clorpirifós (CPF). Todavia, neste estudo não foi possível realizar uma abordagem dos efeitos da exposição aguda a este agende sobre a função respiratória, a despeito da importante modulação que os reflexos, particularmente o quimiorreflexo, exercem sobre esses parâmetros. Considerando a importância da função cardiorrespiratória na sobrevida dos indivíduos intoxicados, estudos mais detalhados investigando os efeitos da exposição ao CPF tanto in vitro, quanto in vivo sobre a modulação cardiorrespiratória tônica e reflexa se fazem necessários. Adicionalmente, a controvérsia envolvendo o tratamento padrão empregado na intoxicação por OF e a ausência de estudos com enfoque voltado para o efeito do mesmo sobre a restauração dos danos cardiovascular gerados, reforça ainda mais a importância de estudos voltados para se investigar essa questão. No presente estudo foram executados protocolos in vitro e in vivo visando avaliar os efeitos da intoxicação aguda com CPF sobre a atividade cardiorrespiratória tônica e reflexa, e visando avaliar se o tratamento farmacológico com os antídotos atropina (ATR) e pralidoxima (2-PAM) era capaz de reverter os prejuízos previamente observados sobre a função quimiorreflexa. Dois grupos (CPF e controle) foram submetidos ao protocolo in vitro envolvendo a preparação tronco cerebral-coração isolados (WHBP). Nesta preparação as atividades basais dos nervos frênico (PNA), laringeo recorrente (RLN), simpático torácico (tSNA), além da frequência cardíaca e pressão de perfusão foram registradas. Associados a estes registros foi promovida a ativação in situ do quimiorreflexo e barorreflexo, seguida da vagotomia bilateral e dos bloqueios com atenolol e hexametônio. No modelo in vivo os animais foram agrupados em diferentes combinações de tratamentos com CPF, ATR e 2-PAM, vinte e quatro horas antes dos registros e da ativação do quimiorreflexo. A presença dos sinais de intoxicação, ataxia, tremor e sialorreia, foi avaliada durante três horas após as injeções com CPF ou salina e os tratamentos com ATR e 2-PAM. Para ambos modelos in vitro e in vivo, as atividades das enzimas butirilcolinesterase (BuChE) plasmática e acetilcolinesterase (AChE) cerebral do tronco encefálico, foram quantificadas. Adicionalmente, no protocolo in vivo, punchs de cortes do tronco encefálico contendo os núcleos ambíguo, bulbo ventrolateral rostral (RVLM), complexo pré-Bötzinger (preBöTC) e núcleo do trato solitário (NTS) foram coletados para quantificação individualizada das atividades da AChE cerebral. Nossos dados mostraram que a exposição aguda ao CPF levou a um prejuízo da resposta do quimiorreflexo tanto no modelo in vitro, quanto no modelo in vivo. Adicionalmente no estudo in vitro, também foi observado um prejuízo barorreflexo identificado pela menor inibição da atividade simpática induzida pela ativação reflexa em animais intoxicados. No plano respiratório foi observado um prejuízo da amplitude de disparo do PNA e da amplitude da descarga pós-inspiratória do RLN nos animais intoxicados quando comparados aos animais controle avaliados na WHBP. Os animais intoxicados com CPF também apresentaram uma maior taquicardia pós-secção vagal quando comparada aos animais controle. O bloqueio com hexametônio promoveu um aumento na pressão de perfusão de animais intoxicados com CPF. No modelo in vivo, os efeitos do tratamento com os antídotos ATR e 2-PAM sobre as respostas promovidas pela ativação do quimiorreflexo em animais intoxicados foram diferenciados para cada componente da resposta. O tratamento com a 2-PAM restaurou o prejuízo observado sobre a resposta pressora do quimiorreflexo em animais intoxicados com CPF. Já o tratamento com atropina promoveu uma atenuação do prejuízo induzido pela intoxicação sobre a resposta bradicárdica do quimiorreflexo. Ambos tratamentos parecem exercer um efeito protetor sobre a resposta taquipneica do quimiorreflexo. Todos os animais intoxicados apresentaram uma marcante inibição da atividade das enzimas butirilcolinesterase plasmática e acetilcolinesterase tanto no tronco encefálico quanto nos punchs isolados. Animais intoxicados com CPF também exibiram sinais de intoxicação aguda, que foram atenuados ou abolidos pelos tratamentos com os antídotos. Nossos dados indicam que a intoxicação com CPF promove um prejuízo das respostas reflexas do quimio e do barorreflexo e que os tratamentos com os antídotos parecem restaurar parte do prejuízo observado no plano cardiorespiratório.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/8351
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Ciências Farmacêuticas
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
dc.rightsopen access
dc.subjectChlorpyrifoseng
dc.subjectChemoreflexeng
dc.subjectBaroreflexeng
dc.subjectAtropineeng
dc.subjectRespiratoryeng
dc.subjectQuimiorreflexopor
dc.subjectAtropinapor
dc.subject2-PAMpor
dc.subjectBuChEpor
dc.subjectAChEpor
dc.subjectRespiratóriopor
dc.subjectCompostos organofosforadospor
dc.subjectClorpirifóspor
dc.subjectBarorreflexopor
dc.subjectCompostos de pralidoximapor
dc.subject.br-rjbnIntoxicação
dc.subject.br-rjbnInseticidas
dc.subject.br-rjbnFarmacologia
dc.subject.br-rjbnSistema cardiopulmonar
dc.subject.cnpqFarmácia
dc.subject.udc615
dc.titleAvaliação in vitro e in vivo dos efeitos da intoxicação aguda com o inseticida organofosforado, clorpirifós, e da eficácia do tratamento farmacológico empregado na intoxicação sobre a modulação cardiorrespiratória tônica e reflexa
dc.typemasterThesis
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