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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Inativação precoce de canais de sódio voltagem dependentes e atividade neurotóxica induzida pelo peptídeo jaburetox (jbtx) em baratas nauphoeta cinerea e periplaneta americana
metadata.dc.creator: Zanatta, Ana Paula Kwiatkowski Hamerski
metadata.dc.contributor.advisor1: Dal Belo, Cháriston André
metadata.dc.contributor.referee1: Piovezan, Ângela Regina
metadata.dc.contributor.referee2: Franco, Jeferson Luis
metadata.dc.description.resumo: Atualmente, há urgência do amento da produção mundial de alimentos, o que torna o uso de pesticidas uma necessidade recorrente, mesmo que esses compostos possuam uma série de efeitos indesejados sobre o meio ambiente em geral. Portanto, o desenvolvimento de novos compostos naturais com potencial entomotóxico torna-se não apenas uma alternativa. Diversas moléculas naturais com potencial enomotóxico possuem como alvo principal canais iônicos, destacando-se o canal de sódio voltagem dependente (Nav). Nav é um complexo proteico transmembrana, que possui um poro preenchido com água, onde íons de sódio difundem-se através do gradiente eletroquímico. A diversidade farmacológica dos Navs é vasta e observada através da multiplicidade de substâncias tóxicas, específicas para esses canais. Assim, a investigação de interação de moléculas naturais com esse canal é pertinente. As ureases são metaloenzimas que hidrolizam a ureia em amônia. Esses compostos são sintetizados por diversos organismos e têm sido caracterizados como inseticidas naturais. A atividade entomotóxica da Jack Bean Urease (JBU) é diretamente correlacionada com a liberação de um peptídeo tóxico chamado Jaburetox (Jbtx), derivado da clivagem realizada por catepsinas no sistema digestório dos insetos. Jbtx apresenta efeitos fungitóxicos, entomotóxicos, neurotóxicos antimicrobiano e seu modo de ação ainda aguarda elucidação. O objetivo desse trabalho foi investigar o mecanismo de neurotoxicidade induzido pelo peptídeo tóxico Jaburetox, sobre o sistema nervoso central e periférico de Nauphoeta cinerea e Periplaneta americana, usando diferentes técnicas eletrofisiológicas. Foram utilizados machos adultos das espécies Nauphoeta cinerea e Periplaneta americana, criados em insetário em condições laboratoriais. Foram realizados registros ex situ dos potenciais de ação compostos de perna de Nauphoeta cinerea, além de registros da atividade espontânea de neurônios DUM pertencentes ao gânglio abdominal terminal e dos potenciais de ação através do modo voltage/current clamp a partir da técnica de Double Oil Gap em cordão nervoso ventral de Periplaneta americana. Os dados foram expressos como média da porcentagem ± S.E.M. Os grupos experimentais foram analisados por ANOVA one-way / two-way ou regressão, seguido pelo teste de Dunnet como post hoc. O efeito de Jbtx (16 e 32 μg / g animal) sobre os SNCAPs de perna de N. cinerea foi caracterizado por diminuição significativa tempo e dose dependente no número de eventos (n = 10). O efeito do Jbtx (20μg/300μl) sobre a atividade espontânea de células DUM foi de diminuição progressiva na frequência dos potenciais, após 25 minutos de registro (n = 3). Após 40 minutos, houve a completa inativação da atividade espontânea de células DUM. O 10 tratamento com fentolamina (5μg / 300μl) induziu um retardo no efeito do Jbtx (20μg / 300μl) sobre os potenciais espontâneos das células DUM (8 ± 0.34% spikes / 200ms até 40 min, inibição completa após 55 min (n = 3 , p <0,05). A partir da técnica Double Oil Gap, os registros de voltage e current clamp demonstram que o Jbtx (20μg / 300μl) promove a diminuição dos picos de Na+ , a partir dos 25 minutos de registro. A hiperpolarização artificial dos potenciais de membrana em repouso provocou uma recuperação para 76 ± 3% e 73 ± 3% da amplitude média dos registros de current e voltage clamp, respectivamente. A diminuição do número de eventos em SNCAP é coerente com o bloqueio neuromuscular demonstrado anteriormente pelo nosso grupo e onde os registros de voltage e current clamp revelam que o Jbtx afetam as correntes de sódio. O retardamento do silenciamento de células DUM, induzido pela aplicação de fentolamina, sugere que o Jbtx está, de uma forma ambígua, modulando a liberação de octopamina. Os resultados sugerem que a interação da Jbtx com Navs promove alterações fisiológicas responsáveis pela modulação comportamental, observada em trabalhos anteriores.
Abstract: There is the urgent need to increase world food production, making the use of pesticides a recurring necessity, even if these compounds exibit several undesirable effects on the environmentl. Therefore, the development of new natural compounds with entomotoxic potential became not only an alternative. Several natural molecules with enomotoxic potential have as main target ionic channels, standing out the voltage gated sodium channel (Nav). Nav is a transmembrane protein complex, with a pore filled with water, where sodium ions diffuse through electrochemical gradient. The pharmacological diversity of the Navs is remarkable and can be observed through the multiplicity of toxic substances with specificity to these channels. Thus, the investigation of the interaction between natural molecules and this channel is pertinent. Ureases are metalloenzymes witch hydrolyze urea into ammonia. These compounds are synthesized by several organisms and have been characterized as natural insecticides. The entomotoxic activity of Jack Bean Urease (JBU) is directly correlated with the release of a toxic peptide named Jaburetox (Jbtx), derived from the cleavage by cathepsins inside insect digestive system. Jbtx exhibits fungitoxic, entomotoxic, antimicrobial neurotoxic effects and its mode of action still awaits elucidation. The objective of this work was to investigate the mechanism of neurotoxicity induced by Jaburetox, on the central and peripheral nervous system of Nauphoeta cinerea and Periplaneta americana cockroaches, using different electrophysiological techniques. Adult males Nauphoeta cinerea and Periplaneta americana cockroaches were reared under laboratory conditions. Ex situ recordings of the action potentials of Nauphoeta cinerea leg were performed. Also, we recorded the spontaneous activity of DUM neurons on terminal abdominal ganglion and the action potentials through the voltage / current clamp mode using the Double Oil Gap technique in the ventral nervous chord of Periplaneta americana. Data were expressed as mean ± S.E.M. The experimental groups were analyzed by one-way ANOVA / two-way regression, followed by the Dunnet test as post hoc. The effect of Jbtx (16 and 32 μg / g animal) on N. cinerea leg SNCAPs was characterized by significant time and dose-dependent decrease in the number of events (n = 10). The effect of Jbtx (20μg / 300μl) on the spontaneous activity of DUM cells was a progressive decrease in the frequency of potentials after 25 minutes of recording (n = 3). After 40 minutes, there was complete inactivation of spontaneous DUM cell activity. Treatment with phentolamine (5μg / 300μl) induced a delay in the effect of Jbtx (20μg / 300μl) on the spontaneous potentials of DUM cells (8 ± 0.34% spikes / 200ms up to 40 min, complete inhibition after 55 min (n = P <0.05) from the Double Oil Gap technique, the 12 voltage and current clamp records demonstrate that Jbtx (20μg / 300μl) induced the decrease of Na + peaks from the 25 minutes of recording. of resting membrane potentials caused a recovery to 76 ± 3% and 73 ± 3% of the mean amplitude of the current and voltage clamp registers, respectively. The decrease in the number of events in SNCAP is consistent with the neuromuscular block previously demonstrated by our group, and where voltage and current clamp records reveal that Jbtx affect sodium currents. The delay on DUM cell silencing, induced by the application of phentolamine, suggests that Jbtx is ambiguously modulates the release of octopamine. The results suggest that the interaction of Jbtx with Navs promotes physiological changes responsible for behavioral modulation observed in previous studies.
Keywords: Qualidade ambiental
Neurofarmacologia
Toxinologia
Environmental quality
Neuropharmacology
Toxinology
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Pampa
metadata.dc.publisher.initials: UNIPAMPA
metadata.dc.publisher.department: Campus São Gabriel
metadata.dc.publisher.program: Mestrado Acadêmico em Ciências Biológicas
Citation: ZANATTA, Ana Paula Kwiatkowski Hamerski. Inativação precoce de canais de sódio voltagem dependentes e atividade neurotóxica induzida pelo peptídeo jaburetox (jbtx) em baratas nauphoeta cinerea e periplaneta americana. 2018. 52 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal do Pampa, Campus São Gabriel, São Gabriel, 2018.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
URI: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4565
Issue Date: 30-Aug-2018
Appears in Collections:Mestrado e Doutorado em Ciências Biológicas



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