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dc.contributor.advisor1Dal Belo, Cháriston André-
dc.creatorHeberle , Marines de Avila-
dc.date.accessioned2020-01-14T13:40:27Z-
dc.date.available2015-02-18-
dc.date.available2020-01-14T13:40:27Z-
dc.date.issued2015-01-19-
dc.identifier.citationHEBERLE, Marines de Avila. Avaliação da atividade induzida pela Jack Bean Urease (JBU) sobre o sistema nervoso de baratas da espécie Nauphoeta cinerea. 2015. 76 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal do Pampa. Campus São Gabriel, São Gabriel, 2015.pt_BR
dc.identifier.urihttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/4718-
dc.description.abstractThe urease of Canavalia ensiformis (Jack bean urease, JBU) has been characterized as exhibiting a entomotoxic activity. Although several studies have already been performed aiming the study of this compound in different models of insects, few or none have demonstrated the exact mechanism of action of this compound on the cockroach nervous system. In this work we used the cockroach Nauphoeta cinerea as a experimental model in order to investigate the actions induced by JBU at central and peripheral nervous system and its mechanisms. We have performed a lethality assay, as well as a biochemical analysis to determine the activity of the urease on the insect brain cholinesterase. Biological models in situ and in vivo were also used in order to determine the sensitivity of different physiological systems to the compound, such as the technique of semi-isolated heart, the abductor-metatoraxic coxal muscle preparation in vivo and the measurement of grooming activity. The assays for the determination of the minimum lethal dose demonstrated that JBU (1.5, 3, 6μg/g of animal) is not lethal to N. cinerea, despite the animals became lethargic after 24h the administration of the compound. Such result can be explained by the absence of cathepsin-like enzymes in the digestive system of N. cinerea, or because we have administrated the urease by the circulatory system of the animals. The assays for determining the AChE activity, using the same doses, demonstrated that JBU significantly inhibited this enzyme (20±2%, 65±2% and 75±3%). The effects of JBU (1.5, 3 and 6μg/g animal) upon the insect heart rate, showed a positive chronotropic effect that was 94 ± 5bat./min in the saline control group, and 125±3bat./min with the administration of (3μg/g of animal) JBU. In this set of experiments the addition of neostigmine (5μM) mimicked the positive chronotropic effect induced by the urease which was also inhibited by atropine (1μM). The recordings of muscle twitch tension of the cockroaches treated with JBU (1.5, 3, 6μg/g of animal), showed that the urease induces an irreversible neuromuscular blockade (30±10%, 15±4% and 70±7%), respectively. The administration of acetylcholine (50μg/g of animal) or hydroxylamine (1μg/g of animal) mimicked the effect of the ureasealone at neuromuscular junctions, suggesting the involvement of the neurotransmitter Ach in the modulatory activity induced by JBU at cockoach peripheral nervous system. Therefore, the pretreatment of the animals with 11 dexamethasone (40μg/g of animal) partially inhibited the neuromuscular blocking activity of JBU (~75%), suggesting that part of the effect of the urease at insect neuromuscular junctions involves pro-inflammatory compounds. It was shown that the blockage of GABA receptors by bicuculline (5μg/g of animal), prevents JBUinduced neuromuscular activity (~50%), suggesting that the neurotransmitter GABA is involved in the peripheral inhibitory actions of the urease. The analysis of grooming behavior, that is characterized by the cleaning of front legs and antennas, showed that the control value for this assay was (153±8s/30min of legs and 70±6s/30min for the antennas) and after treatment with urease (1.5, 3, 6μg / g of animal) there was a significant increase in frequency of leg events (177±23s/30min, 253±33s/30min and 363±23s/30min), but not the antenna. The incubation of the animals with octopamine (15μg/g of animal) mimicked the effect induced by the urease, suggesting an activity related to this neurotransmitter. The pretreatment of the animals with phentolamine (0.1μg/g of animal) prevented the urease-increasing rate of leg grooming, suggesting a direct action at the octopamine receptor. The results reinforce the potential of ureases as natural insecticides showing the complexity of the mechanisms involved in the neurotoxicity of this compounds at the nervous system of cockroaches. The anticholinesterasic activity of JBU is not sufficient to produce the death of the animals, as do chemical organophosphate insecticides, but favors the development of important behavioral alterations.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2020-01-14T13:40:27Z No. of bitstreams: 1 Avaliação da atividade induzida pela Jack Bean Urease (JBU) sobre o sistema nervoso de baratas da espécie Nauphoeta cinerea .pdf: 2036729 bytes, checksum: 6eaf70847597fa3c4c5b6d9e5804d0c7 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2020-01-14T13:40:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avaliação da atividade induzida pela Jack Bean Urease (JBU) sobre o sistema nervoso de baratas da espécie Nauphoeta cinerea .pdf: 2036729 bytes, checksum: 6eaf70847597fa3c4c5b6d9e5804d0c7 (MD5) Previous issue date: 2015-01-19en
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Pampapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectUreasept_BR
dc.subjectCanavalia ensiformispt_BR
dc.subjectBaratapt_BR
dc.subjectAtividade anticolinesterásicapt_BR
dc.subjectBloqueio neuromuscularpt_BR
dc.subjectGroomingpt_BR
dc.subjectCockroachpt_BR
dc.subjectAcetylcholinesterase activitypt_BR
dc.subjectNeuromuscular blockadept_BR
dc.titleAvaliação da atividade induzida pela Jack Bean Urease (JBU) sobre o sistema nervoso de baratas da espécie Nauphoeta cinereapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1187460703100455pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3500651347964867pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Pinto , Paulo Marcos-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6404519694715281pt_BR
dc.contributor.referee1Ávila, Daiana Silva de-
dc.contributor.referee2Boldo, Juliano Tomazzoni-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7328532865816639pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4355211015887363pt_BR
dc.publisher.initialsUNIPAMPApt_BR
dc.publisher.programMestrado Acadêmico em Ciências Biológicaspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASpt_BR
dc.description.resumoA urease de Canavalia ensiformis (Jack bean urease, JBU) tem sido caracterizada por possuir ação entomotóxica. Apesar de vários trabalhos já terem sido realizados objetivando o estudo desse composto em diferentes modelos de insetos, poucos, ou nenhum, demonstrou o exato mecanismo de ação desse composto sobre o sistema nervoso desses animais. Nesse trabalho foi usado o modelo experimental de baratas da espécie Nauphoeta cinerea para se investigar os mecanismos centrais e periféricos induzidos pela JBU. Foram feitos ensaios de letalidade, bem como análises bioquímicas para a determinação da atividade sobre a aceticolinesterase do cérebro do inseto. Foram usados modelos biológicos in situ e in vivo com o intuito de se determinar a sensibilidade de diferentes sistemas fisiológicos ao composto. Como bioensaios foram usados a técnica de coração semi-isolado, de nervo-músculo coxal-abdutor metatorácico in vivo e da medida da atividade de grooming. Os ensaios para a determinação da dose letal mínima demonstraram que a JBU (1.5, 3 e 6μg/g de animal) não é letal para a barata N. cinerea. Esse fato pode ser explicado pela ausência de enzimas do tipo catepsinas no sistema digestivo de N. cinerea, ou pelo fato de termos administrado a urease pela via circulatória do animal. Os ensaios para a medida da atividade da AChE, nas mesmas doses, demonstraram que a JBU inibe significativamente essa enzima (20±2%, 65±2% e 75±3%).Na avaliação dos efeitos da JBU sobre a frequência cardíaca de barata, a uréase (1.5, 3 e 6μg/g de animal) induziu um efeito cronotrópico positivo que foi de 94±5bat./min no grupo controle salina, e 125±3bat./min com a administração da JBU (3μg/g de animal). Nessa série de experimentos, a adição de neostigmina (5μM) mimetizou o efeito cronotrópico positivo da urease o qual também foi inibido pela atropina (1μM).A obtenção dos registros da força de contração muscular em animais tratados com a JBU (1.5, 3 e 6μg/g de animal) demonstrou que a urease induz bloqueio neuromuscular irreversível que foi de (30±10%, 15±4% e 70±7%) respectivamente. Nessa série de experimentos, a administração de acetilcolina (50μg/g de animal) ou hidroxilamina (1μg/g de animal) mimetizou o efeito da urease na junção neuromuscular, sugerindo o envolvimento do neurotransmissor ACh na modulação dos efeitos sobre o sistema nervoso periférico da barata. O tratamento prévio dos animais com dexametasona (40μg/g de animal) inibiu parcialmente o efeito 9 bloqueador neuromuscular da JBU (~75%) sugerindo que parte do efeito da urease sobre a junção neuromuscular seja modulada por compostos pró-inflamatórios. Também foi evidenciado que o bloqueio dos receptores gabaérgicos pela bicuculina (5μg/g de animal), previne o bloqueio neuromuscular induzido pela JBU (~50%), sugerindo que a inibição da neurotransmissão periférica pela urease seja modulada pelo neurotransmissor GABA. A análise do comportamento de grooming, que é caracterizado pela limpeza das pernas e antenas, demonstrou que o valor controle para esse ensaio foi de (153±8s/30min de perna e 70±6s/30min de antena) e que a urease (1.5, 3 e 6μg/g de animal), induz um aumento significativo na frequência dos eventos de perna (177±23s/30min, 253±33s/30min e 363±23s/30min), mas não do de antena. Nesses ensaios a incubação do animal com octopamina (15μg/g de animal) mimetizou o efeito da urease, sugerindo uma atividade relacionada a esse neurotransmissor. O tratamento prévio dos animais com fentolamina (0.1μg/g de animal) impediu o aumento da taxa de grooming de perna pela urease, sugerindo que a mesma esteja atuando no receptor de octopamina. Os resultados reforçam o potencial das ureases como agentes inseticidas naturais demonstrando a complexidade dos mecanismos envolvidos na atividade neurotóxica desses compostos em baratas. Além disso, a atividade anticolinesterásica da urease de C. ensiformis não é suficiente para produzir a morte dos animais, como ocorre com os inseticidas químicos organofosforados. No entanto o efeito anticolinesterásico deve contribuir para o desenvolvimento das alterações comportamentais observadas.pt_BR
dc.publisher.departmentCampus São Gabrielpt_BR
Appears in Collections:Mestrado e Doutorado em Ciências Biológicas



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