A anestesia com ketamina/xilazina altera a atividade colinesterásica em ratos: uma abordagem in vivo, in vitro e in silico

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dc.contributor.advisor-co1Gonçalves, Juliana Barbosa Coitinho
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5892-050X
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3448669742301744
dc.contributor.advisor1Sampaio, Karla Nívea
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-0293-0482
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5951704470576361
dc.contributor.authorCorrêa, Larissa de Jesus
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org0009-0007-2152-3432
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3563882736771738
dc.contributor.referee1Dias Júnior, Carlos Alan Candido
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0348-6144
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6296664642422599
dc.contributor.referee2Gonçalves, Rita de Cássia Ribeiro
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9352-2454
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6525693905417002
dc.date.accessioned2025-12-25T23:34:13Z
dc.date.available2025-12-25T23:34:13Z
dc.date.issued2025-10-03
dc.description.abstractIntroduction: Ketamine and Xylazine (K/X) are veterinary anesthetics commonly used in various procedures, but they can interfere with the body's homeostasis and autonomic balance. Previous studies have observed a reduction in plasma butyrylcholinesterase (BChE) activity with K/X, suggesting possible systemic cholinergic modulation. However, it remains unknown whether this effect extends to other cholinesterases or to different tissues, as well as the possible mechanisms involved in these effects. To elucidate these questions, we integrated in silico, in vitro, and in vivo approaches to investigate the interaction of K/X with cholinesterases and evaluate its effects on enzyme activity and the expression of inflammatory markers. Methods: The in silico study investigated the binding potential of K/X to cholinesterases and predicted interactions with catalytic, anionic, and peripheral residues. In vitro assays evaluated the dose-dependent effect of each drug on erythrocyte acetylcholinesterase (AChE) activity and plasma BChE in control rats. In the in vivo study, Wistar rats (10–12 weeks) were assigned to four protocols: (1) serial blood collection before, during, and after K/X anesthesia and surgery; (2) isolated anesthesia followed by euthanasia 48 h later; (3) control group without prior exposure to anesthesia/surgery; and (4) caudal puncture without anesthesia and euthanasia three days later. Finally, blood, cortex, hippocampus, brainstem, and heart samples were collected for analysis of AChE and BChE, as well as Western blot analysis of TNF-α and NF-κB expression in the left ventricle (LV). Results: Docking indicated weak interactions between cholinesterase residues and ligands. In vitro testing showed dose-dependent inhibition of AChE and BChE in control rats by both anesthetics. Surgery and anesthesia combined reduced plasma BChE activity 24 and 48 hours after anesthesia, and erythrocyte AChE activity 48 hours after anesthesia. Anesthesia alone decreased BChE activity but increased AChE activity. The caudal puncture did not change enzyme activity. Anesthesia with or without surgery increased atrial cholinesterase activity and decreased ChE activity in the left ventricle, brainstem, and prefrontal cortex. TNF-α expression in the LV was decreased by K/X. Conclusions: Anesthetic induction with K/X changes cholinesterase activity in a tissue- and time dependent manner, suggesting a systemic effect on cholinergic tone. The concomitant reduction of TNF-α in the LV indicates a possible link between cholinergic modulation and the inflammatory response.
dc.description.resumoIntrodução: A Ketamina e Xilazina (K/X) são anestésicos de uso veterinário utilizados para diversos procedimentos, mas podem interferir na homeostase e no equilíbrio autonômico. Em estudos prévios observamos redução da atividade da butirilcolinesterase (BChE) plasmática com a K/X, sugerindo uma possível modulação colinérgica sistêmica. Todavia, permanece desconhecido se esse efeito se estende a outras colinesterases ou a diferentes tecidos, bem como os possíveis mecanismos envolvidos nesses efeitos. Para elucidar essas questões, integramos abordagens in silico, in vitro e in vivo para investigar a interação da K/X com colinesterases e avaliar seus efeitos sobre a atividade enzimática e a expressão de marcadores inflamatórios. Métodos: O estudo in silico investigou o potencial de ligação da K/X às colinesterases e previu interações com resíduos catalíticos, aniônicos e periféricos. Ensaios in vitro avaliaram o efeito dose-dependente de cada fármaco sobre a atividade da acetilcolinesterase (AChE) eritrocitária e da BChE plasmática de ratos controle. No estudo in vivo, ratos Wistar (10–12 semanas) foram distribuídos em quatro protocolos: (1) coleta seriada de sangue antes, durante e após anestesia com K/X e cirurgia; (2) anestesia isolada seguida de eutanásia 48 h após; (3) grupo controle sem exposição prévia a anestesia/cirurgia; e (4) punção caudal sem anestesia e eutanásia três dias depois. Ao final, foram coletadas amostras de sangue, córtex, hipocampo, tronco encefálico e coração para análise de AChE e BChE, além de análise por Western blot da expressão de TNF-α e NF-kB no ventrículo esquerdo (VE). Resultados: O docking apontou interações fracas entre os resíduos das colinesterases e os ligantes. O teste in vitro mostrou uma inibição dose-dependente da AChE e BChE de ratos controle pelos dois anestésicos. A cirurgia e a anestesia em conjunto reduziram a atividade da BChE plasmática 24 e 48h e da AChE eritrocitária em 48 horas após a anestesia. A anestesia isolada diminui a atividade da BChE, mas aumentou a atividade da AChE. A punção não alterou a atividade das enzimas. A anestesia com ou sem cirurgia aumentou a atividade das ChEs e diminuiu a atividade das ChEs no ventrículo, no tronco cerebral, e no córtex pré-frontal. A expressão de TNF-α no VE foi diminuída pela K/X. Conclusões: A anestesia com a K/X altera a atividade colinesterásica de forma tecido e tempo dependente, sugerindo um efeito sistêmico sobre o tônus colinérgico. A redução concomitante de TNF-α no VE indica possível ligação entre a modulação colinérgica e a resposta inflamatória
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/20742
dc.languagepor
dc.language.isopt
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.rightsembargoed access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectKetamina
dc.subjectXilazina
dc.subjectAnestésicos
dc.subjectAcetilcolina
dc.subjectAcetilcolinesterase
dc.subjectButirilcolinesterase
dc.subjectKetamine
dc.subjectXylazine
dc.subjectAnesthetics
dc.subjectAcetylcholine
dc.subjectAcetylcholinesterase
dc.subjectButyrylcholinesterase
dc.subject.cnpqFarmácia
dc.titleA anestesia com ketamina/xilazina altera a atividade colinesterásica em ratos: uma abordagem in vivo, in vitro e in silico
dc.typemasterThesis
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